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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager, welches zur Anwendung in Federbeinen vorgesehen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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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.
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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.
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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. Die Dichtlippen liegen schleifend an dem Führungsring an.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbeinlager zur Verfügung zustellen, welches eine erhöhte Lebensdauer aufweist und einfach herstellbar ist.
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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 Lager angeordnet ist, wobei die Dichtung in einem ersten Betriebszustand als Spaltdichtung und in einem zweiten Betriebszustand als Kontaktdichtung ausgebildet ist.
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Federbeinlager weisen eine Kappe und einen beispielsweise 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.
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Um Dichtheitsanforderungen bei Federbeinlagern zu realisieren, wird eine Dichtung, beispielsweise eine weiche Kunststoffkomponente, als schleifendes Element in das Federbeinlager integriert. Die Dichtung liegt dabei schleifend an einer Oberfläche des Führungsrings an.
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Bei dem erfindungsgemäßen Federbeinlager ist die Dichtung Betriebszustandsabhängig schaltbar. Das bedeutet, dass die Dichtung je nach Betriebszustand als Spaltdichtung oder als Kontaktdichtung fungiert. Hierbei werden ein erster Betriebszustand und ein zweiter Betriebszustand definiert. Der erste Betriebszustand definiert den Normalbetrieb des Federbeinlagers, d.h. Fahrzeug steht oder fährt und dabei wird die Dichtung mit geringfügigem Druck eines Verschmutzungsmediums beaufschlagt. In diesem Zustand ist die Dichtung als Spaltdichtung ausgebildet. Der zweite Betriebszustand definiert den Zustand, bei welchem die Dichtung unter starkem Druck von einem Verschmutzungsmedium beaufschlagt wird, zum Beispiel bei einer Fahrzeugwäsche, Starkregen etc.. In diesem Zustand ist die Dichtung als Kontaktdichtung ausgebildet. Als Verschmutzungsmedium ist u.a. Wasser, Schlamm, Staub, Sand oder ähnliches zu verstehen. Eine derartige Ausbildung des Federbeinlagers ist vorteilhaft, da aufgrund dessen die Dichtung größtenteils im Betriebszustand als Spaltdichtung und nur bei Bedarf als Kontaktdichtung agiert, ein geringes Reibmoment vorhanden ist und folglich der Verschleiß an der Dichtung reduziert werden kann. Dadurch werden zum einen die Dichteigenschaften gewährleistet und zum anderen die Lebensdauer der Dichtung und des Federbeinlagers erhöht.
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In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Dichtung aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet. Die Dichtung ist dabei beispielsweise der Kappe vorgesehen, welche aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet sein kann. Dadurch dass die Dichtung aus einem Elastomer ausgebildet ist, wird ermöglicht dass bei Beaufschlagung der Dichtung mit einem Verschmutzungsmedium unter hohem Druck, sich die Dichtung an beispielsweise den Führungsring anlegen kann und somit eine Kontaktdichtung ausbildet. Die Dichtung kann dabei an die Kappe angespritzt (2-Komponenten-Bauteil) oder als separates Bauteil ausgebildet form- oder kraftschlüssig mit der Kappe verbunden sein.
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Bevorzugterweise ist das Lager als Wälzlager oder als Gleitlager ausgebildet.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von vier Figuren dargestellt. Es zeigen:
- 1 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager,
- 2 einen Ausschnitt einer Dichtung des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer ersten Ausführungsform
- 3 einen Ausschnitt einer Dichtung des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
- 4 einen Ausschnitt einer Dichtung des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer dritten Ausführungsform.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager 1. Das Federbeinlager 1 weist eine Kappe 2, sowie einen Führungsring 3 auf, der gegenüber der Kappe 2 um eine Drehachse D herum drehbar gelagert ist. Die Kappe 2 ist mit dem Führungsring 3 beispielsweise 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 Domlager geleitet.
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Der Führungsring 3 ist über ein Lager 4 an der Kappe 2 axial in Richtung der Drehachse D gelagert. Das Lager 4 dient der Übertragung von entlang der Drehachse D wirkenden Kräften von dem Führungsring 3 auf die Kappe 2. Das Lager 4 kann als Wälzlager oder als Gleitlager ausgebildet sein.
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Die Kappe 2 ist als ringförmiges Zweikomponentenbauteil ausgebildet. Das Zweikomponentenbauteil weist eine Hartkomponente 5 und eine Weichkomponente 6 auf. Das Zweikomponentenbauteil ist bevorzugt in einem Zweikomponentenspritzgießverfahren hergestellt, in dem zuerst die Hartkomponente 5 vorgespritzt und die Weichkomponenten 6 unter Bildung eines Stoffschlusses nachgespritzt wird.
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Die Weichkomponente 6 ist aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet. Die Weichkomponente 6 bildet die Dichtung 7 des Federbeinlagers 1 aus, welche am Außenumfang der Kappe vorgesehen ist. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Dichtung 7 aus 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Dichtung 7 ist Betriebszustandsabhängig schaltbar. Das bedeutet, dass die Dichtung 7 je nach Betriebszustand als Spaltdichtung 8 oder als Kontaktdichtung fungiert. Hierbei werden ein erster Betriebszustand und ein zweiter Betriebszustand definiert. Der erste Betriebszustand definiert den Normalbetrieb des Federbeinlagers, d.h. Fahrzeug steht oder fährt und dabei wird die Dichtung 7 mit geringfügigem Druck eines Verschmutzungsmediums beaufschlagt. In diesem Zustand ist die Dichtung 7 als Spaltdichtung 8 ausgebildet. Dieser Zustand ist gemäß 2 dargestellt. Die Spaltdichtung 8 ist hierbei als Labyrinthdichtung ausgebildet
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Der zweite Betriebszustand definiert den Zustand, bei welchem die Dichtung unter starkem Druck von einem Verschmutzungsmedium beaufschlagt wird, zum Beispiel bei einer Fahrzeugwäsche, Starkregen etc.. In diesem Zustand ist die Dichtung 7 als Kontaktdichtung ausgebildet, welche nicht näher gezeigt ist.
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Die 3 und 4 zeigen jeweils einen Ausschnitt der Dichtung 7 des erfindungsgemäßen Federbeinlagers 1 gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen benannt. Der Unterschied liegt lediglich in der Ausgestaltung der Dichtung 7.
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In 3 ist die Dichtung 7 als Spaltdichtung 8 dargestellt. Die Dichtung 7 weißt in diesem Ausführungsbeispiel zur Reduzierung des Spaltes an einem Endbereich 9 eine Nase 10 auf.
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4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Dichtung 7 des erfindungsgemäßen Federbeinlagers 1. Wie zu erkennen ist, ist die Dichtung 7 als Außenschnappverbindung 11 ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- D
- Drehachse
- 1
- Federbeinlager
- 2
- Kappe
- 3
- Führungsring
- 3a
- Schnappverbindung
- 4
- Lager
- 5
- Hartkomponente
- 6
- Weichkomponente
- 7
- Dichtung
- 8
- Spaltdichtung
- 9
- Endbereich
- 10
- Nase
- 11
- Außenverschnappung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006057559 A1 [0004]
