DE102017107058A1

DE102017107058A1 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE102017107058A1
Application number: DE102017107058.3A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Meyer; Rainer Lutz; Ralf Stautner; Andreas Wöllner; Arno Wolf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-10-04
Also published as: WO2018184628A1

Abstract

Federbeinlager mit einer Kappe (2) und mit einem gegenüber der Kappe (2) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring (3), wobei zwischen der Kappe (2) und dem Führungsring (3) ein Gleit- oder Wälzlager (5) vorgesehen ist und dass ein den Führungsring (3) radial innen umlaufender Abstützring (7) für einen Anschlagpuffer vorgesehen ist und das der Führungsring (3) Haltelemente (9) aufweist und der Führungsring (3) mittels der Halteelemente (9) mit dem Abstützring (7) formschlüssig verbunden ist, wobei der Abstützring (7) radial ausgerichtete Einbuchtungen (8) aufweist, wobei jeweils mindestens eines der Halteelemente (9) in eine der Einbuchtungen (8) radial eingreift und wobei die Einbuchtungen (8) auf Seiten des Anschlagpuffers eine geschlossenen Kontur aufweisen.

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 als solches umfasst hierbei einen teleskopartigen Stoßdämpfer mit einer in einem Zylinder beweglich geführten Kolbenstange und eine den Stoßdämpfer umgebende Stoßdämpfer-Feder, die als Fahrzeugtragfeder dient. 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 2010 011 423 A1 ist ein Federbeinlager bekannt, das eine Kappe aufweist und einen gegenüber der Kappe drehbaren Führungsring. Zwischen Kappe und Führungsring ist ein Lager angeordnet. Weiterhin ist ein den Führungsring radial innen umlaufender Abstützring für einen Anschlagpuffer vorgesehen. Der Führungsring weist an seinem radial inneren Halteelemente auf, die in sogenannte offene Fenster des Abstützringes eingreifen um diese formschlüssig miteinander zu verbinden.
Die DE 10 2008 005 031 A1 beschreibt ein Federbeinlager mit einer Kappe und einem Führungsring. Zwischen der Kappe und dem Führungsring ist ein Lager angeordnet. Weiterhin ist ein den Führungsring radial innen umlaufender Abstützring für einen Anschlagpuffer vorgesehen. Der Abstützring ist freitragen an dem Führungsring widergelagert.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbeinlager zur Verfügung zustellen, welches kostengünstig herstellbar und möglichst einfach zu montieren ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Federbeinlager mit einer Kappe und mit einem gegenüber der Kappe um eine Drehachse drehbar gelagerten Führungsring, wobei zwischen der Kappe und dem Führungsring ein Gleit- oder Wälzlager vorgesehen ist und dass ein den Führungsring radial innen umlaufender Abstützring für einen Anschlagpuffer vorgesehen ist und das der Führungsring Haltelemente aufweist und der Führungsring mittels der Halteelemente mit dem Abstützring formschlüssig verbunden ist, wobei der Abstützring radial ausgerichtete Einbuchtungen aufweist, wobei jeweils mindestens eines der Halteelemente in eine der Einbuchtungen radial eingreift und wobei die Einbuchtungen auf Seiten des Anschlagpuffers eine geschlossenen Kontur aufweisen.
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 ist als Gleitlager ausgebildet. Die Kappe wird an einem Domlager eines Chassis eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Führungsring nimmt an einem äußeren Umfang ein axiales Ende einer Stoßdämpfer-Feder auf. Federkräfte der Stoßdämpfer-Feder werden über den Führungsring in die Kappe und von dort in das Domlager geleitet. Zu einer Abstützung eines Anschlagpuffers ist ein den Führungsring radial innen umlaufender Abstützring vorgesehen. Der Anschlagpuffer dient dazu, bei einer starken Einfederung einen elastischen Endanschlag für das Federbein zu bilden, wobei ein Zylinder des Stoßdämpfers an dem Anschlagpuffer anschlägt. Der Anschlagpuffer ist hierzu aus einem geeigneten Elastomer gefertigt.
Bei dem erfindungsgemäßen Federbeinlager sieht der Abstützring radial ausgerichtete Einbuchtungen vor, welche für die formschlüssige Verbindung mit dem Führungsring dienen. Dazu greift mindestens eines der Halteelemente in eine der Einbuchtungen radial ein. Die Einbuchtungen sind dabei derart ausgebildet, dass diese auf Seiten des Anschlagpuffers eine geschlossene Kontur aufweisen. Bei den aus dem Stand der Technik ausgebildeten offenen Fenstern entsteht bei der Herstellung im Bereich der Fenster ein „Materialgrat“, welcher sich in den montierten Anschlagpuffer einschneiden kann und dies dazu führt, dass der Anschlagpuffer beschädigt wird und die Funktionsweise nicht mehr sicherstellt ist. Bei der Erfindungsgemäßen neuen Ausgestaltung des Abstützringes wird zum einen gewährleistet, dass ein derartiger „Materialgrat“ verhindert wird und zum anderen ein schadensfreier Sitz des Anschlagpuffers bei gleichzeitiger Fixierung sichergestellt.
Damit sich der Sitz des Abstützringes trotz hoher Belastungen und unterschiedlicher Wärmedehnung der Komponenten in dem Führungsring nicht lockern kann, sind erfindungsgemäß an dem Führungsring einzelne Halteelemente ausgebildet. Die Halteelemente sind um den Abstützring herum angeordnet. Der Abstützring ist durch die Halteelemente in zumindest einer axialen Richtung formschlüssig gesichert. Damit sich der Abstützring einfach und mit geringem Widerstand in den Führungsring einsetzen lässt, sind um die Schwenkachse herum mehrere einzelne der Halteelemente mit Abstand zueinander angeordnet.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abstützring mindestens ein Aufnahmeelement aufweist, welches den Anschlagpuffer fixiert. Diese Aufnahmeelemente können beispielsweise als Nasen, Erhebung oder als Verzahnungen oder ähnlichem ausgebildet sein. Die Aufnahmeelemente können in ein entsprechendes Gegenstück an dem Anschlagpuffer eingreifen oder lediglich anliegen, um beispielsweise ein Widerlager auszubilden. Mittels einer Fixierung des Anschlagpuffers kann über die Gebrauchsdauer hinweg eine Fehlpositionierung des Anschlagpuffers gegenüber dem Abstützring bzw. dem Führungsring vermieden werden. Derartige Fehlpositionierungen können zur Reduzierung der Lebensdauer des Federbeinlagers beitragen.
Mit einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eines der Halteelemente durch mindestens eine Schnappnase gebildet ist, die zumeist endseitig an einem elastisch nachgiebigen Hebel ausgebildet ist. Die jeweilige Schnappnase ist mittels des einseitig an dem Fürhungsring festen Hebels elastisch nachgiebig mit dem Führungsring verbunden. Hebel und Schnappnase sind vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Führungsring und mit diesem einteilig ausgebildet. Damit der Hebel und damit die jeweilige Schnappnase in radiale Richtungen elastisch um den notwendigen Weg frei einfedern können, ist dieser gegenüber dem weiteren Material des Führungsringes in Richtung um die Drehachse herum und in radiale Richtung zwischen Hebel und Führungsring sowie zwischen Schnappnase und Führungsring freigemacht.
Freigemacht heißt, dass in die genannten Richtungen zwischen dem Hebel bzw. der Schnappnase und dem Material des Führungsrings ein Luftspalt ausgebildet ist. In radiale Richtungen muss der Luftspalt zumindest unter Berücksichtigung aller Toleranzen mindesten so groß sein, dass die jeweilige Schnappnase funktionsgemäß einfedern kann. Alternativ ist die Schnappnase radial völlig von dem Gehäuse frei. Der jeweilige in die Richtungen um die Drehachse herum gerichtete Luftspalt kann beliebig schmal oder breit ausgelegt sein, weil dieser nur die radiale Beweglichkeit des jeweiligen Hebels mit Schnappnase absichern soll.
Es ist auch möglich die Halteelemente als starre Schnappnasen auszubilden, welche direkt aus einer „Wand“ des Führungsrings hervorstehen. Auch eine Kombination der vorherig beschriebenen Schnappnasen, d.h. Kombination aus starr und elastisch, ist möglich.
Der Vorteil liegt darin, dass im Sitz des Abstützringes im Führungsring mittels der formschlüssigen Verbindung zwischen Halteelementen und dem Abstützring und damit zwischen dem Führungsring und dem Abstützring auch bei hohen Belastungen und bei großem Spiel ausreichend radiale Überdeckung für sicheren Halt gewährleistet werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Abstützring aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet. Dies ist besonders vorteilhaft, da die Lastaufnahme der über den Anschlagpuffer wirkenden Kräfte in den Abstützring eingeleitet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, dass der Abstützring aus einem Stahlwerkstoff gefertigt ist. Selbstverständlich ist es bei entsprechender Auslegung auch möglich, den Abstützring aus einem geeigneten anderen Metallwerkstoff oder stabilen Kunststoff herzustellen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Führungsring aus einem Kunststoff ausgebildet. Da die Lastaufnahme über den Anschlagpuffer und die Lastaufnahme über die Stoßdämpfer-Feder getrennt sind, ist eine derartige Ausbildung des Führungsrings vorteilhaft. Alternativ kann der Führungsring aus aus einem Druckguss oder einem Metall hergestellt sein.
Figurenliste
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von zwei Figuren dargestellt. Es zeigen

1 einen Teillängsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlagers, und
2 einen Teillängsschnitt durch einen Führungsring eines erfindungsgemäßes Federbeinlagers gemäß 1.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Teillängsschnitt 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 an einer äußeren Fläche 4 ein axiales Ende einer nicht dargestellten Stoßdämpfer-Feder auf.
Der Führungsring 3 ist über ein Lager 5, welches als Gleit- oder Wälzlager ausgeführt sein kann, an der Kappe 2 axial in Richtung der Drehachse D gelagert. Das Lager 5 dient der Übertragung von entlang der Drehachse D wirkenden Kräften von dem Führungsring 3 auf die Kappe 2. Ferner ist zwischen der Kappe 2 und dem Führungsring 3 eine Dichtung 6 vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 6 als Labyrinthdichtung ausgeführt. Möglich ist jedoch auch eine schleifende Dichtung.
2 dient zur näheren Erläuterung des Führungsringes 3. Zur Lastaufnahme über einen nicht näher dargestellten Anschlagpuffer ist in dem Führungsring 3 ein Abstützring 7 vorgesehen, der radial innen den Führungsring 3 umläuft. Der Abstützring 7 ist mit dem Führungsring 3 formschlüssig verbunden. Hierzu sieht der Abstützring 7 radial ausgerichtete Einbuchtungen 8 vor, in die Halteelemente 9, welche am Führungsring 3 ausgebildet sind, in die jeweilige Einbuchtung 8 radial eingreifen. Die Einbuchtungen 8 sind dabei derart ausgebildet, dass diese auf Seiten des nicht näher dargestellten Anschlagpuffers eine geschlossene Kontur aufweisen.
Die Halteelemente 9 sind jeweils durch mindestens eine Schnappnase 10 gebildet, die endseitig an einem elastisch nachgiebigen Hebel 11 ausgebildet ist. Die jeweilige Schnappnase 10 ist mittels des einseitig an dem Führungsring 3 festen Hebels 11 elastisch nachgiebig mit dem Führungsring 3 verbunden. Damit der Hebel 11 und damit die jeweilige Schnappnase 10 in radiale Richtungen elastisch um den notwendigen Weg frei einfedern können, ist dieser gegenüber dem weiteren Material des Führungsrings 3 in Richtung um die Drehachse D herum zwischen Hebel 11 und Führungsring 3 sowie zwischen Schnappnase 10 und Führungsring 3 mittels Luftspalte freigemacht.
Der Abstützring 7 weist mindestens ein Aufnahmeelement 12 aufweist, welches den nicht näher dargestellten Anschlagpuffer fixiert. Diese Aufnahmeelemente 12 sind als Vorsprünge 13 einstückig und einmaterialig mit dem Abstützring ausgebildet.
Bezugszeichenliste

D: Drehachse
1: Federbeinlager
2: Kappe
3: Führungsring
3a: Schnappverbindung
4: äußere Fläche
5: Lager
6: Dichtung
7: Abstützring
8: Einbuchtung
9: Halteelement
10: Schnappnase
11: Hebel
12: Aufnahmeelement
13: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010011423 A1 [0004]
DE 102008005031 A1 [0005]

Claims

Federbeinlager mit einer Kappe (2) und mit einem gegenüber der Kappe (2) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring (3), wobei zwischen der Kappe (2) und dem Führungsring (3) ein Gleit- oder Wälzlager (5) vorgesehen ist und dass ein den Führungsring (3) radial innen umlaufender Abstützring (7) für einen Anschlagpuffer vorgesehen ist und das der Führungsring (3) Haltelemente (9) aufweist und der Führungsring (3) mittels der Halteelemente (9) mit dem Abstützring (7) formschlüssig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützring (7) radial ausgerichtete Einbuchtungen (8) aufweist, wobei jeweils mindestens eines der Halteelemente (9) in eine der Einbuchtungen (8) radial eingreift und wobei die Einbuchtungen (8) auf Seiten des Anschlagpuffers eine geschlossenen Kontur aufweisen.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die der Abstützring (7) mindestens ein Aufnahmeelement (12) aufweist, welche den Anschlagpuffer fixiert.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eines der Halteelemente (9) durch mindestens eine Schnappnase (10) ausgebildet ist, welche an einem elastischen nachgiebigen Hebel (11) ausgebildet ist.
Federbeinlager nach Anspruch 2, wobei der Hebel (11) in Umfangsrichtung und/ oder in radialer Richtung frei beweglich ist.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstützring (7) aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet ist.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Führungsring (3) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.