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Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager. Ferner betrifft die Erfindung ein Federbein aufweisend das Federbeinlager.
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Aus dem Stand der Technik sind Federbeinlager seit langem bekannt. Federbeinlager sind Teil der Radaufhängung bei Einzelradaufhängungen. Die Radaufhängung muss für höchste Fahrsicherheit und optimalen Fahrkomfort sorgen, ein leichtes und präzises Lenken der Räder ermöglichen, die an den Reifenaufstandspunkten auftretenden Kräfte zum Fahrzeugaufbau übertragen, Fahrbahngeräusche vom Aufbau fernhalten und möglichst leichtgängig sein.
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Die Federbeinlager werden in der Regel oben am Stoßdämpfer eingesetzt zwischen einer Stoßdämpferfeder und der Karosserie. Das Federbeinlager ermöglicht eine reibungsarme Drehbewegung des Stoßdämpfers und hat einen positiven Einfluss auf das Lenkverhalten des Fahrzeuges.
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Die Federbeinlager sollen zunehmend eine besser Abdichtung gegenüber den Umgebungseinflüssen, wie z.B. Schmutz, Staub, Spritzwasser, gewährleisten. Auf Grund dieser Forderung werden schleifende Dichtungen zwischen Kappe, auch als oberes Trägerteil bezeichnet, und Führungsring, auch als unteres Trägerteil bezeichnet, vorgesehen und konstruktiv eingesetzt.
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Konträr zur Forderung der guten Dichtheit werden Anforderungen an ein geringes oder konstantes Reibmoment der kompletten Lagerung gestellt. Somit ergibt sich eine Abhängigkeit zwischen guter Dichtwirkung und damit einhergehend einem hohen Anpressdruck der Dichtlippe gegenüber einem niedrigen Reibmoment.
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Bei bekannten Federbeinlagern mit schleifender Dichtung hat man die Kappe mit einem umlaufenden Cover der Dichtung versehen um die weiche, schleifende Dichtlippe der Dichtung zusätzlich zu schützen. Dies soll einen positiven Einfluss auf die äußeren Einwirkungen durch Spritzwasser haben. Problematisch bei den bekannten Dichtungen ist der Anpressdruck der schleifenden Dichtlippe. Dieser wird durch das Cover über der schleifenden Dichtung und die damit einhergehende Reduzierung der Flexibilität erhöht. Ebenso problematisch ist, dass durch den Spalt zwischen Kappe und Führungsring noch immer Spritzwasser vom Radkasten eindringen kann und somit die Dichtung beschädigt oder durchdrungen werden kann.
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Es besteht somit die technische Aufgabe eine verbesserte Abdichtung des Federbeinlagers bereitzustellen, die einen niedrigen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere gelöst durch ein Federbeinlager zur Abstützung eines Federbeins an einer Karosserie eines Fahrzeugs aufweisend ein oberes Trägerteil mit wenigstens einer Weichkomponente und wenigstens einer Hartkomponente, wobei beide Komponenten als ineinandergreifende Bauteile ausgebildet sind und ein gegenüber dem oberen Trägerteil drehbar gelagertes unteres Trägerteil, wobei die Weichkomponente eine erste Dichtlippe und eine zweite Dichtlippe aufweist und die erste Dichtlippe am unteren Trägerteil schleifend anliegt und wobei die Hartkomponente einen stufenförmig ausgebildeten auskragenden Bereich aufweist, wobei die zweite Dichtlippe zwischen der ersten Dichtlippe und dem Bereich angeordnet ist und wobei die erste Dichtlippe eine Steifheit aufweist, die geringer ist, als die der zweiten Dichtlippe.
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Durch die geringe Steifheit der ersten Dichtlippe sind Fertigungstoleranzen der Trägerteile besser kompensierbar. Damit wird eine verbesserte Abdichtung bereitgestellt, die einen niedrigen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
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Dabei liegt die erste Dichtlippe auch im schlechtesten Fall nicht an der zweiten Dichtlippe an, wobei ein Spalt zwischen den beiden Dichtlippen vorhanden ist, der als flexibler Freiraum fungiert. Hierdurch werden ein exponentieller Anstieg des Anpressdrucks der ersten Dichtlippe und eine damit verbundene Reibung vermieden.
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Vorzugsweise ist die Steifheit materialtechnisch oder konstruktiv reduzierbar.
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Vorzugsweise ist die Weichkomponente an die Hartkomponente angespritzt. Bevorzugt ist das obere Trägerteil ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil.
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Vorzugsweise ist das obere Trägerteil eine Schutzkappe. Vorzugsweise ist das untere Trägerteil ein Führungsring.
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Vorzugsweise ist zwischen dem oberen und dem unteren Trägerteil ein Lager angeordnet. Bevorzugt ist das Lager ein Gleit- oder ein Wälzlager.
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Vorzugsweise ist die erste Dichtlippe als eine mit dem unteren Trägerteil in Verbindung gebrachte schleifende Dichtung ausgebildet. Bevorzugt ist die zweite Dichtlippe als eine Spaltdichtung ausgebildet.
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Vorzugsweise ist ein erstes Ende des stufenförmig ausgebildeten auskragenden Bereichs in Richtung zum unteren Trägerteil hin orientiert. Bevorzugt ist zwischen dem ersten Ende des stufenförmig ausgebildeten auskragenden Bereichs und dem unteren Trägerteil ein Spalt ausgebildet. Besonders bevorzugt ist ein zweites Ende des stufenförmig ausgebildeten auskragenden Bereichs mit der Weichkomponente verbunden.
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In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe umlaufend geschlossene Dichtlippen.
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Damit lässt sich ein Schutz vor Eindringen von Feuchtigkeit, Fetten, Ölen oder Flüssigkeiten in das Federbeinlager auf einfache Weise bewerkstelligen.
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Vorzugsweise sind die umlaufend geschlossenen Dichtlippen auf 360° geschlossene rotationssymmetrische Dichtlippen.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bilden die erste Dichtlippe und die zweite Dichtlippe einen Freiraum aus, wobei ein erstes Ende des Freiraums näher an einer Innenseite des oberen Trägerteils angeordnet ist als ein erstes Ende des auskragendes Bereichs der Hartkomponente.
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Durch diesen vergrößerten Spalt lässt sich die Steifheit der ersten Dichtlippe reduzieren.
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Vorteilhaft daran ist eine größere axiale Freiheit der Dichtlippe bei gleichem Bauraum, d.h. Maximaldurchmesser des oberen Trägerteils.
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Vorzugsweise ist eine axiale Erstreckung des Freiraums zwischen der ersten Dichtlippe und der zweiten Dichtlippe größer als eine axiale Erstreckung des auskragenden Bereichs der Hartkomponente.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist eine Wandstärke der ersten Dichtlippe zur Stärke einer gemeinsamen Basis beider Dichtlippen ein Verhältnis von 1:3 auf.
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Hierdurch lässt sich die Steifheit der ersten Dichtlippe reduzieren.
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Vorzugsweise ist die Basis der Bereich, in dem die erste und die zweite Dichtlippe noch nicht oder gerade noch nicht ausgebildet sind. Bevorzugt betragen die Wandstärke der ersten Dichtlippe 0,5 mm und die Stärke der Basis 1,5 mm.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist eine Dichtlippenlänge der ersten Dichtlippe zur Stärke einer der gemeinsamen Basis beider Dichtlippen ein Verhältnis von 2:1 bis 5:1 auf.
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Hierdurch lässt sich die Steifheit der ersten Dichtlippe reduzieren.
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Vorzugsweise ist die Basis der Bereich, in dem die erste und die zweite Dichtlippe noch nicht oder gerade noch nicht ausgebildet sind. Bevorzugt betragen die Dichtlippenlänge der ersten Dichtlippe 3 bis 6 mm und die Stärke der Basis 1,5 mm.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Weichkomponente und die Hartkomponente zur gegenseitigen Aufnahme Ausnehmungen oder Aussparungen in einer radialer Umfangsrichtung des oberen Trägerteils auf.
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Vorzugsweise sind die Weichkomponente und die Hartkomponente als miteinander verbundene Bauteile ausgebildet. Bevorzugt sind die Weichkomponente und die Hartkomponente als eine ineinandergreifende Verzahnung ausgebildet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind Teile der Weichkomponente und Teile der Hartkomponente in einer Umfangsrichtung des oberen Trägerteils abschnittsweise abwechselnd nebeneinander angeordnet.
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Auf diese Weise ist die Weichkomponente mit der Hartkomponente abwechseln ausgeführt. Eine doppelte Wanddicke lässt sich dadurch nahezu halbieren. Vorzugsweise sind die Weichkomponente und die Hartkomponente von außerhalb des Federbeinlagers sichtbar abwechselnd nebeneinander angeordnet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Hartkomponente Vorsprünge zur abschnittsweisen Aufnahme der Weichkomponente auf.
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Damit sind die Weichkomponente und die Hartkomponente auf einfache Weise miteinander verbindbar. Vorzugsweise sind im Bereich der Vorsprünge Aussparungen zur Aufnahme der Weichkomponente vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist die Weichkomponente von außen nicht sichtbar angeordnet.
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In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Weichkomponente aus TPC oder TPU und die Hartkomponente aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.
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Vorzugsweise ist der glasfaserverstärkte Kunststoff ein PA66.
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Ferner wird die Aufgabe insbesondere gelöst durch ein Federbein aufweisend ein Federbeinlager, wie oben beschrieben.
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Die Erfindung wird nun beispielhaft durch Figuren veranschaulicht. Es zeigt:
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1 einen schematischen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Federbeinlager gemäß einer ersten Ausführungsform,
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2 einen Schnitt durch das Federbeinlager aus 1,
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3 einen schematischen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Federbeinlager gemäß einer zweiten Ausführungsform und
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4 einen Schnitt durch das Federbeinlager aus 3.
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In 1 ist das Federbeinlager 1 zur Abstützung eines Federbeins an einer Karosserie eines Fahrzeugs gezeigt. Das Federbeinlager 1 weist ein oberes Trägerteil 2 mit wenigstens einer Weichkomponente 4 und wenigstens einer Hartkomponente 5 auf. Dabei ist die Weichkomponente an die Hartkomponente angespritzt. Ferner weist das Federbeinlager 1 ein gegenüber dem oberen Trägerteil 2 drehbar gelagertes unteres Trägerteil 3 auf. Zwischen dem oberen Trägerteil 2 und dem unteren Trägerteil 3 ist ein nicht gezeigtes Lager angeordnet, das als Gleit- oder Wälzlager ausgebildet ist.
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Die Weichkomponente 4 weist eine erste Dichtlippe 6 und eine zweite Dichtlippe 7 auf. Die erste Dichtlippe 6 liegt am unteren Trägerteil 3 an und ist als eine schleifende Dichtung ausgebildet. Zwischen der zweiten Dichtlippe 7 und dem unteren Trägerteil 3 ist ein Spalt 13 ausgebildet. Die Hartkomponente 5 weist einen stufenförmig ausgebildeten auskragenden Bereich 8 auf. Zwischen dem Bereich 8 und dem unteren Trägerteil 3 ist ein Spalt 12 ausgebildet.
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Die zweite Dichtlippe 7 ist zwischen der ersten Dichtlippe 6 und dem Bereich 8 angeordnet. Die erste Dichtlippe 6 und die zweite Dichtlippe 7 sind umlaufend geschlossene Dichtlippen. Hierdurch ist ein Eindringen von Feuchtigkeit, Fetten, Ölen oder Flüssigkeiten in das Federbeinlager 1 vermeidbar.
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Die erste Dichtlippe 6 weist eine Steifheit auf, die geringer ist, als die der zweiten Dichtlippe 7. Zwischen der ersten Dichtlippe 6 und der zweiten Dichtlippe 7 ist ein Spalt vorgesehen, der als ein flexibler Freiraum 14 ausgebildet. Ein erstes Ende des Freiraums 14 ist dabei näher an einer Innenseite 16 des oberen Trägerteils 2 angeordnet als ein erstes Ende des auskragendes Bereichs 8 der Hartkomponente 5. Hierdurch lässt sich die Steifheit der ersten Dichtlippe 6 reduzieren. Zwischen der zweiten Dichtlippe 7 und dem auskragendes Bereich 8 der Hartkomponente 5 ist ebenfalls ein Freiraum vorgesehen.
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Eine Wandstärke S der ersten Dichtlippe 6 weist zur Stärke T einer gemeinsamen Basis 15 beider Dichtlippen 6, 7 ein Verhältnis von 1:3 auf. Außerdem weist eine Dichtlippenlänge L der ersten Dichtlippe 6 zur Stärke einer gemeinsamen Basis 15 beider Dichtlippen 6, 7 ein Verhältnis von 2,5:1 auf. Somit ist die Steifheit der ersten Dichtlippe 6 reduzierbar.
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Beide Komponenten 4, 5 sind als ineinandergreifende Bauteile ausgebildet. Die Weichkomponente 4 und die Hartkomponente 5 weisen zur gegenseitigen Aufnahme Aussparungen 9 in einer radialer Umfangsrichtung U des oberen Trägerteils 2 auf, wie detailliert auch im Schnitt der 2 gezeigt. Teile der Weichkomponente 4 und Teile der Hartkomponente 5 sind in einer Umfangsrichtung U des oberen Trägerteils 2 abschnittsweise abwechselnd nebeneinander angeordnet. Eine sonst doppelte Wanddicke lässt sich dadurch nahezu halbieren. Sowohl die Weichkomponente 4 als auch die Hartkomponente 5 sind von außerhalb des Federbeinlagers 1 sichtbar abwechselnd nebeneinander angeordnet.
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Die Weichkomponente 4 ist aus TPC oder alternativ TPU. Die Hartkomponente 5 ist aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise PA66.
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Durch das Vorsehen der ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Federbeinlagers lassen sich durch die geringe Steifheit der ersten Dichtlippe Fertigungstoleranzen der Trägerteile besser kompensieren. Damit lässt sich auch eine verbesserte Abdichtung bereitstellen, die einen niedrigen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
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In 3 ist ein alternatives Federbeinlager 1 zur Abstützung eines Federbeins an einer Karosserie eines Fahrzeugs gezeigt. Im Unterschied zu dem unter den 1 und 2 gezeigten und oben beschriebenen Federbeinlager weist die Hartkomponente 5 des alternativen Federbeinlagers 1 Vorsprünge 11 mit Aussparungen 10 zur abschnittsweisen Aufnahme der Weichkomponente 4 auf, wie detailliert auch im Schnitt der 4 gezeigt. Hierbei ist die Weichkomponente 4 von außen nicht sichtbar angeordnet.
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Durch das Vorsehen der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform des Federbeinlagers wird eine alternative Möglichkeit aufgezeigt, durch die geringe Steifheit der ersten Dichtlippe Fertigungstoleranzen der Trägerteile besser zu kompensieren. Auf diese Weise lässt sich auch eine verbesserte Abdichtung bereitstellen, die einen niedrigen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinlager
- 2
- oberes Trägerteil
- 3
- unteres Trägerteil
- 4
- Weichkomponente
- 5
- Hartkomponente
- 6
- erste Dichtlippe
- 7
- zweite Dichtlippe
- 8
- Bereich
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Aussparung
- 11
- Vorsprung
- 12
- Spalt
- 13
- Spalt
- 14
- Spalt
- 15
- Basis
- 16
- Innenseite
- L
- Dichtlippenlänge
- S
- Stärke
- T
- Stärke
- U
- Umfangsrichtung
