DE102016209901A1

DE102016209901A1 - Federbeinlager und Federbein mit Federbeinlager

Info

Publication number: DE102016209901A1
Application number: DE102016209901.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Nuissl; Andreas Wöllner; Martin Kruppa
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-07
Also published as: WO2017211353A1; CN109153306A; CN109153306B; KR102505093B1; KR20170138041A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager (1) zur Abstützung eines Federbeins an einer Karosserie eines Fahrzeugs aufweisend ein oberes Trägerteil (2) mit wenigstens einer Weichkomponente (4) und wenigstens einer Hartkomponente (5), wobei beide Komponenten (4, 5) als ineinandergreifende Bauteile ausgebildet sind und ein gegenüber dem oberen Trägerteil (2) drehbar gelagertes unteres Trägerteil (3), wobei die Weichkomponente (4) eine erste Dichtlippe (6) mit einem Wulst (8) aufweist, wobei der Wulst (8) schleifend an einer Anlauffläche (10) des unteren Trägerteils (3) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager. Ferner betrifft die Erfindung ein Federbein aufweisend das Federbeinlager.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 mit einem Wulst aufweist, wobei der Wulst schleifend an einer Anlauffläche des unteren Trägerteils anliegt.
Durch das Vorsehen des Wulstes lassen sich Fertigungstoleranzen der Trägerteile, axiale und radial Verschiebungen im Betrieb und Vorspannkräfte der Dichtlippe besser kompensieren und ausgleichen. Dadurch wird eine verbesserte Abdichtung des Federbeinlagers bereitgestellt, die einen niedrigen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
Die erste Dichtlippe liegt am unteren Trägerteil unabhängig von der Toleranzlage oder den Fertigungsmöglichkeiten der beteiligten Bauteile an. Bei einer hohen Überdeckung wird die erste Dichtlippe radial nach außen gedrückt. Bei einer geringen Überdeckung liegt die erste Dichtlippe radial weiter innen an. In beiden Fällen bleibt die Kontaktfläche zwischen erster Dichtlippe und Anlauffläche annähernd konstant, da diese auf dem Radius der Dichtlippengeometrie ablaufen kann.
Vorzugsweise ist das obere Trägerteil eine Schutzkappe. Vorzugsweise ist das untere Trägerteil ein Führungsring.
Vorzugsweise ist zwischen dem oberen und dem unteren Trägerteil ein Lager angeordnet. Bevorzugt ist das Federbeinlager ein Wälz- oder Gleitlager.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Wulst an einem unteren Ende der ersten Dichtlippe angeordnet.
Hierdurch wird eindringender Feuchtigkeit, Fetten, Ölen oder Flüssigkeiten ein erhöhter Widerstand entgegengebracht und damit eine verbesserte Abdichtwirkung des Federbeinlagers erzielt. Dabei ist der Wulst in Richtung zur Anlauffläche des unteren Trägerteils orientiert.
Vorzugsweise ist die Anlauffläche eine Gegenlauffläche. Dabei bildet sich eine Kontaktfläche zwischen der Dichtlippe und dem unteren Trägerteil aus.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform bildet der Wulst einen Linienkontakt mit der Anlauffläche des unteren Trägerteils aus.
Hierdurch wird eine ausreichende Kontaktfläche zwischen erster Dichtlippe und der Anlauffläche bereitgestellt.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die erste Dichtlippe mit dem Wulst umlaufend geschlossen ausgebildet.
Hierdurch lässt sich auf einfache Weise eine verbesserte Abdichtung erzielen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist zur Ausbildung einer konvexen Anlaufkontur zur Anlauffläche der Wulst torusförmig oder ringförmig ausgebildet ist.
Ein Torus ist eine wulstartig geformte Fläche mit einem Loch, hat also die Gestalt eines „Donuts“. Vorzugsweise ist der Wulst ballig an einem Ende der ersten Dichtlippe ausgebildet. Bevorzugt ist „Ballig“ eine Bezeichnung für eine schwache Wölbung.
Vorzugsweise ist eine zweite als eine Spaltdichtung ausgebildete Dichtlippe vorgesehen, wobei die zweite Dichtlippe zwischen der ersten Dichtlippe und einem Teilbereich der Hartkomponente angeordnet ist.
Durch das Vorsehen der Spaltdichtung ist das Federbeinlager vor Eindringen insbesondere von Spritzwasser, Fetten und Ölen geschützt. Die erste Dichtlippe ist als eine innenliegende Dichtlippe ausgebildet und die zweite Dichtlippe ist als eine außenliegende Dichtlippe ausgebildet.
Bevorzugt ist die zweite Dichtlippe umlaufend geschlossen ausgebildet. Vorzugsweise sind beide umlaufend geschlossenen Dichtlippen auf 360° geschlossene rotationssymmetrische Dichtlippen. Bevorzugt weist das untere Trägerteil eine Neigung auf, welche nach außen hin abnimmt. Hierdurch ist ein Ablaufen von Spritzwasser gewährleistbar, sollte Spritzwasser doch in das Federbeinlager gelangen.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Wulst einen Radius auf, der in etwa dem des Dichtlippenstegs der ersten Dichtlippe entspricht.
Hierdurch ist eine annähernd konstante Kontaktfläche zwischen der ersten Dichtlippe und der Anlauffläche erzielbar.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die erste Dichtlippe als flexible Dichtlippe ausgebildet.
Durch das Vorsehen eines zwischen der ersten Dichtlippe und der zweiten Dichtlippe vorhandenen Freiraums oder Schlitzes lässt sich eine flexible Dichtlippenkontur auf einfache Weise realisieren.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Weichkomponente aus TPC oder TPU und die Hartkomponente aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff.
Damit werden kostengünstig herstellbare Materialen für die Weichkomponente verwendet. Ferner wird ein kostengünstig herstellbares und steifes Material für die Hartkomponente verwendet. Vorzugsweise ist der glasfaserverstärkte Kunststoff ein PA66.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das obere Trägerteil ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil.
Damit ist das obere Trägerteil auf einfache Weise herstellbar. Vorzugsweise sind die Weichkomponente und die Hartkomponente als miteinander verbundene Bauteile ausgebildet. Bevorzugt ist die Weichkomponente an die Hartkomponente angespritzt. Damit lassen sich beide Komponenten auf einfache Weise miteinander verbinden.
Ferner wird die Aufgabe insbesondere gelöst durch ein Federbein aufweisend ein Federbeinlager, wie oben beschrieben.
Die Erfindung wird nun beispielhaft durch eine Figur veranschaulicht. Es zeigt:
1 einen schematischen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Federbeinlager.
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. Das obere Trägerteil 2 ist als ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet.
Dabei ist die Weichkomponente an die Hartkomponente angespritzt. Beide Komponenten 4, 5 sind als ineinandergreifende Bauteile ausgebildet. 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.
Die Weichkomponente 4 weist eine erste innenliegende Dichtlippe 6 mit einem Wulst 8. Ferner weist die Weichkomponente 4 eine zweite außenliegende Dichtlippe 7 auf. Die zweite Dichtlippe 7 ist zwischen der ersten Dichtlippe 6 und einem Teilbereich der Hartkomponente 4 angeordnet. Dabei liegt die zweite Dichtlippe 7 am Teilbereich der Hartkomponente an. Zwischen den beiden Dichtlippen 6 und 7 ist ein Freiraum oder Schlitz ausgebildet. Durch den zwischen der ersten Dichtlippe 6 und der zweiten Dichtlippe 7 vorhandenen Freiraum oder Schlitz lässt sich eine flexible erste Dichtlippe 6 realisieren.
Die erste Dichtlippe 6 bildet mit dem unteren Trägerteil 3 eine schleifende Dichtung aus. Dabei liegt der Wulst 8 schleifend am unteren Trägerteil 3 an. Der Wulst 8 ist an einem unteren Ende der ersten Dichtlippe 6 angeordnet und in Richtung zu einer Anlauffläche 10 des unteren Trägerteils 3 orientiert. Zur Ausbildung einer konvexen Anlaufkontur zur Anlauffläche 10 ist der Wulst 8 torusförmig oder ringförmig ausgebildet. Dabei bildet der Wulst 8 mit der Anlauffläche 10 des unteren Trägerteils 3 einen Linienkontakt aus. Der Wulst 8 weist einen Radius auf, der in etwa dem des Dichtlippenstegs der ersten Dichtlippe 6 entspricht.
Die zweite Dichtlippe 7 ist als eine Spaltdichtung ausgebildet. Zwischen der zweiten Dichtlippe 7 und dem unteren Trägerteil 3 ist ein Spalt 9 ausgebildet.
Die erste Dichtlippe 6 mit dem Wulst 8 ist umlaufend geschlossen ausgebildet. Ebenso ist die zweite Dichtlippe 7 umlaufend geschlossen ausgebildet. Hierdurch ist ein Eindringen von Feuchtigkeit, Fetten, Ölen oder Flüssigkeiten in das Federbeinlager 1 vermeidbar.
Die Weichkomponente 4 ist aus TPC oder alternativ TPU. Die Hartkomponente 5 ist aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorzugsweise PA66.
Durch das Vorsehen des Wulstes lassen sich Fertigungstoleranzen der Trägerteile, axiale und radial Verschiebungen im Betrieb und Vorspannkräfte der Dichtlippe besser kompensieren und ausgleichen. Dadurch wird eine verbesserte Abdichtung des Federbeinlagers bereitgestellt, die einen sehr geringen oder gar keinen Einfluss auf das Reibmoment des Federbeinlagers ausübt.
Bezugszeichenliste

1: Federbeinlager
2: oberes Trägerteil
3: unteres Trägerteil
4: Weichkomponente
5: Hartkomponente
6: erste Dichtlippe
7: zweite Dichtlippe
8: Wulst
9: Spalt
10: Anlauffläche

Claims

Federbeinlager (1) zur Abstützung eines Federbeins an einer Karosserie eines Fahrzeugs aufweisend ein oberes Trägerteil (2) mit wenigstens einer Weichkomponente (4) und wenigstens einer Hartkomponente (5), wobei beide Komponenten (4, 5) als ineinandergreifende Bauteile ausgebildet sind und ein gegenüber dem oberen Trägerteil (2) drehbar gelagertes unteres Trägerteil (3), wobei die Weichkomponente (4) eine erste Dichtlippe (6) mit einem Wulst (8) aufweist, wobei der Wulst (8) schleifend an einer Anlauffläche (10) des unteren Trägerteils (3) anliegt.
Federbeinlager (1) nach Anspruch 1, wobei der Wulst (8) an einem unteren Ende der ersten Dichtlippe (6) angeordnet ist.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (8) einen Linienkontakt mit der Anlauffläche (10) des unteren Trägerteils (3) ausbildet.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dichtlippe (6) mit dem Wulst (8) umlaufend geschlossen ausgebildet ist.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Ausbildung einer konvexen Anlaufkontur zur Anlauffläche (10) der Wulst (8) torusförmig oder ringförmig ausgebildet ist.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wulst (8) einen Radius aufweist, der in etwa dem des Dichtlippenstegs der ersten Dichtlippe (6) entspricht.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Dichtlippe (6) als flexible Dichtlippe ausgebildet ist.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Weichkomponente (4) aus TPC oder TPU und die Hartkomponente (5) aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff sind.
Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das obere Trägerteil (2) ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ist.
Federbein aufweisend ein Federbeinlager (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.