DE10240690A1

DE10240690A1 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE10240690A1
Application number: DE2002140690
Authority: DE
Inventors: Alexander Dipl.-Ing. Zernickel; Gerhard Dipl.-Ing.(FH) Meyer
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Ein Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) für die Anhängung von Rädern für Kraftfahrzeuge zeichnet sich dadurch aus, dass es aus zwei gegeneinander angestellten Kugellagern (15, 18, 19, 20) besteht, zwischen denen der als Stanzteil aufgebildete Flansch (14) angeordnet und fixiert ist und die von einem Halteelement zu einer Baueinheit zusammengehalten sind.

Description

Anwendungsgebiet der Endung
Die Erfindung betrifft eine Aufhängung für die Räder von Kraftfahrzeugen, bei dem ein Federbein über Anlenkpunkte mit einem Achsschenkel und einem Karosseriebauteil verbunden ist, wobei zwischen dem Federbein und dem Karosseriebauteil ein Federbeinlager angeordnet ist, das über einen im Wesentlichen quer zu einer Lagerachse verlaufenden Flansch am benachbarten Karosseriebauteil abgestützt ist.

Ein solch gattungsgemäß ausgebildetes Federbeinlager ist aus der DE 41 29 513 A1 vorbekannt. Dieses Federbeinlager besteht aus einem inneren und einem äußeren Lagerring. Der äußere Lagerring ist zweigeteilt. Der innere spanlos gefertigte Lagerring umschließt einen konzentrisch in seiner Bohrung befindlichen Toleranzring, wobei eine Laufbahn für die Lagerkugeln einrolliert ist. Ein Lagergehäuse aus tiefziehfähigem Material umschließt den äußeren Lagerring. Gleichzeitig bildet das Lagergehäuse einen Flansch, der im Wesentlichen quer zur einer Lagerachse verläuft. Im radialen, von der Lagerachse wegweisenden Außenbereich des Flansches ist wenigstens eine Bohrung für eine Schraube zur Befestigung des Federbeinlagers an einem benachbarten Karosseriebauteil vorgesehen. Das Lagergehäuse ist an seiner an dem äußeren Lagerring anliegenden Innenfläche durch eine Umbördelung, die sich über 180° erstreckt, verstärkt. Diese Umbördelung erstreckt sich nahezu über die gesamte Außenfläche des äußeren Lagerringes. Dieser erhält durch eine Verstemmung der Innenfläche des Lagergehäuses seine axiale Fixierung und liegt mit seiner anderen, von der Verstemmung abgewandten Stirnfläche an einem radial nach innen abgewinkelten Endbereich der Innenfläche des Lagergehäuses an.

Bei dieser bekannten Lösung ist von Nachteil, dass insbesondere das Lagergehäuse und der mit ihm über eine Doppelung verbundene Flansch nur durch einen aufwendigen Formgebungsprozeß herstellbar ist, der das Lager in seiner Fertigung insgesamt teuer macht.

Ausgehend von den Nachteilen der bekannten Lösung ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Lagerung für ein Federbein zu entwickeln, die kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff dadurch gelöst, dass das Federbeinlager aus zwei gegeneinander angestellten Kugellagern besteht, zwischen denen der-Flansch angeordnet und fixiert ist und die von einem Halteelement zu einer Baueinheit zusammengehalten sind.

Der Vorteil der beanspruchten Lösung liegt insbesondere darin, dass der die Verbindung des Federbeines zur Karosserie bildende Flansch in einfacher Weise als ein Stanzteil herstellbar ist. Die übrigen, vom Halteelement aufgenommenen Lagerbauteile sind Standardware und stehen in den verschiedensten Abmessungen preiswert zur Verfügung bzw. können in einfacher Weise hergestellt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 11 und werden im folgenden näher beschrieben.

Nach einem ersten zusätzlichen Merkmal der Erfindung nach Anspruch 2 soll das Halteelement eine spanlos geformte Hülse sein, die mit ihrer inneren Mantelfläche das Federbein aufnimmt und an ihren beiden in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden je eine radial nach außen gerichtete Umbördelung aufweist, die die Kugellager umschließen.

Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, dass die Kugellager als spanlos gefertigte Axialkugellager oder Schrägkugellager ausgebildet sein sollen. Die Herstellung kann beispielsweise derart erfolgen, dass als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Lagerringe ein Draht vorgesehen ist, wobei der zu einem Ring geformte Draht an seinen beiden Enden miteinander verschweißt wird, bevor mittels einer axialen Prägung die Wälzkörperlaufbahn auf einer Seite des Drahtringes angeformt ist. Der zur Herstellung des Drahtes vorgesehene Ziehprozeß bewirkt eine Kaltverfestigung des Materials, die auch für die spanlos hergestellten Wälzkörperlaufbahnen erhalten bleibt, wodurch sich diese hinsichtlich Festigkeit und Lebensdauer nicht von der üblichen Wälzlagerqualität unterscheiden. Aber auch alle anderen dem Fachmann bekannten Formgebungsverfahren zur spanlosen Herstellung von Lagerringen, wie beispielsweise Prägen, Stanzen, Tiefziehen und Pressen, fallen unter den Erfindungsgedanken. Es kommt lediglich darauf an, dass durch Verwendung einfach herstellbarer Teile ein Kostenvorteil erreicht wird.

Nach einem anderen Merkmal gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass an einem Ende der Hülse zwischen einem der Kugellager und zugehöriger Umbördelung ein Zwischenteil angeordnet ist.

Nach den Ansprüchen 5 und 6 kann in vorteilhafter Weise eine Verringerung der Bauteile der Federbeinlagerung erreicht werden, indem wenigstens eine Umbördelung der Hülse oder der Flansch Laufbahnen für die Kugellager bilden.

Nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 7 ist der Flansch mit Anschlägen zur Fixierung der Lagerringe versehen, so dass ein fester Zusammenhalt der Lagerbaueinheit gegeben ist.

Nach einem weiteren anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist der Flansch mit Durchtrittsöffnungen zur Befestigung am Karosseriebauteil versehen.

Aus Anspruch 9 geht hervor, dass zwischen Zwischenteil und zugehöriger Umbördelung ein O-Ring angeordnet ist. Dieser O-Ring wirkt in zweifacher Weise vorteilhaft, erstens weil auf diese Weise eine vorgespannte Lageranordnung mit einem Axialspiel gleich Null realisiert ist und zweitens weil das Lager zusätzlich abgedichtet ist.

Schließlich ist nach den Ansprüchen 10 und 11 vorgesehen, dass ein Freiraum zwischen Hülse und Flansch mit einer Dichtung geschützt sein soll, wobei diese schleifend oder berührungsfrei ausgebildet ist.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:
1, 2, 3, 4 und 5 einen axialen Halbschnitt durch erfindungsgemäß ausgebildete Federbeinlager und
6 einen axialen Halbschnitt durch ein Federbeinlager nach dem bekannten Stand der Technik.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das in 6 nach dem Stand der Technik dargestellte und mit 1 bezeichnete Federbeinlager weist einen spanlos gezogenen Innenring 2 und einen zweigeteilten Außenring 3 auf, zwischen denen auf zugehörigen Laufbahnen Lagerkugeln 4 um ihre Lagerachse 17 abwälzen. Der zweigeteilte Außenring 3 wird an seiner Mantelfläche von einem Lagergehäuse 5 umschlossen, wobei der Zusammenhalt durch die Verstemmung 6 und den radial nach innen gerichteten Bund 7 geben ist. Nach außen sind die Lagerkugeln 4 durch die beiden Dichtungen 8 und 9 geschützt. Das Lagergehäuse 5 ist durch eine Umbördelung 10, die sich nahezu über die gesamte axiale Ausdehnung erstreckt und 180° beträgt, verstärkt. Diese Umbördelung 10 wird durch den radial nach außen sich erstreckenden Flansch 11 fortgesetzt, der zur Befestigung an einem Karosseriebauteil vorgesehen ist. Es liegt auf der Hand, dass bedingt durch die Umbördelung 10, die Verstemmung 6 und den Bund 7 ein solcher Flansch 11 nur in sehr aufwendiger Weise zu fertigen ist.
Das in 1 gezeigte erfindungsgemäße Federbeinlager 1a zeichnet sich dadurch aus, dass eine spanlos gefertigte Hülse 12 an ihren beiden in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden je eine radial nach außen gerichtete Umbördelung 12.1, 12.2 aufweist, mit der sie zwei gegeneinander angestellte Axialkugellager 15 umfasst. Im unteren Teil der 1 erfolgt dies dadurch, dass die Umbördelung 12.1 mit einem in axialer Richtung weisenden Bord 12.1.1 versehen ist, der das untere Axialkugellager 15 umgreift. Das obere Axialkugellager 15 wird über ein spanlos gefertigtes Zwischenteil 13 gehalten, das dessen äußere Lagerscheibe mit seinen axial gerichteten Borden 13.1, 13.2 umfasst. Zwischen den inneren Lagerscheiben der beiden Axialkugellager 15 ist ein als Stanzteil ausgebildeter Flansch 14 angeordnet, der die Verbindung des Federbeinlagers mit einem Karosseriebauteil herstellt. Dieser ist mit einer Stufe 14.1 versehen und weist an seinem inneren Teil zwei Anschläge 14.2 in Form einer Stufe auf, so dass die beiden inneren Lagerscheiben der Axialkugellager 15 sicher fixiert sind. Die Abdichtung des Federbeinlagers nach außen erfolgt durch die beiden Dichtungen 16, deren Dichtlippen auf dem Flansch 14 schleifen. Diese sind einerseits zwischen der äußeren Lagerscheibe des oberen Axialkugellagers 15 und dem Bord 13.1 des Zwischenteils 13 und andererseits zwischen der äußeren Lagerscheibe des unteren Axiallagers 15 und dem Bord 12.1.1 der Umbördelung 12.1 angeordnet. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Lageranordnung ist die Verwendung von vier baugleichen Lagerscheiben, die kostengünstig herstellbar sind.
In den 2 und 3 ist je ein Federbeinlager 1b und 1c gezeigt und mit gleichen Bezugszeichen versehen, soweit die Bauteile gleich sind, dessen wesentlicher Unterschied zu 1 darin besteht, dass anstelle der Axialkugellager 15 spanlos gefertigte Schrägkugellager 18, 19 unterschiedlicher Ausführung eingesetzt sind. Diese sind zueinander in O-Anordnung angestellt, so dass die Spitzen der von den Kugeldrucklinien gebildeten Kegel nach außen zeigen. Wirkende Kräfte in axialer Richtung werden daher jeweils von einem der Schrägkugellager 18, 19 aufgefangen.
Das in 4 dargestellte Federbeinlager 1d zeichnet sich durch eine Verringerung der zugehörigen Bauteile aus. Dies wird dadurch erreicht, dass die zugehörigen Laufbahnen der gegeneinander angestellten Axialkugellager 20 einerseits durch den Flansch 14 und andererseits durch die Umbördelung 12.1 der spanlosen Hülse 12 und durch das Zwischenteil 13 selbst gebildet sind.
Schließlich ist in 5 ein Federbeinlager 1e gezeigt, dass sich von dem in 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass zwischen der Umbördelung 12.2 der spanlos geformten Hülse 12 und dem spanlos gefertigten Zwischenteil 13 ein O-Ring 21 aus einem elastischen Material angeordnet ist, so dass diese Federbeinlageranordnung in axialer Richtung dauerhaft vorgespannt ist. Dies ist von Vorteil, weil bei einem Axialspiel von mehr als 0,5 mm störende Karosseriegeräusche auftreten können.
Obwohl die Erfindung anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben ist, wird es dem Fachmann beim Lesen der vorliegenden Beschreibung nicht schwer fallen, sich vielfältige Abänderungen vorzustellen. Dies betrifft insbesondere die gegeneinander angestellten Kugellager, die in Hauptlastrichtung bzw. entgegengesetzt zur Hauptlastrichtung unterschiedlich belastbar ausgeführt sein können, zum Beispiel durch die Verwendung einer unterschiedlichen Anzahl von Lagerkugeln oder durch die generell unterschiedliche Dimensionierung der beiden Kugellager. Auch ist es denkbar, eine Labyrinthdichtung durch die verwendeten Blechteile zu realisieren oder die Dichtung an einem nicht dargestellten Lagerkäfig anzuordnen.

1: Federbeinlager
1a: Federbeinlager
1b: Federbeinlager
1c: Federbeinlager
1d: Federbeinlager
1e: Federbeinlager
2: Innenring
3: Außenring
4: Lagerkugel
5: Lagergehäuse
6: Verstemmung
7: Bund
8: Dichtung
9: Dichtung
10: Umbördelung
11: Flansch
12: Hülse
12.1: Umbördelung
12.1.1: Bord
12.2: Umbördelung
13: Zwischenteil
13.1: Bord
13.2: Bord
14: Flansch
14.1: Stufe
14.2: Anschlag
15: Axialkugellager
16: Dichtung
17: Achse
18: Schrägkugellager
19: Schrägkugellager
20: Axialkugellager
21: O-Ring

Claims

Aufhängung für die Räder von Kraftfahrzeugen, bei dem ein Federbein über Anlenkpunkte mit einem Achsschenkel und einem Karosseriebauteil verbunden ist, wobei zwischen dem Federbein und dem Karosseriebauteil ein Federbeinlager angeordnet ist, das über einen im Wesentlichen quer zu einer Lagerachse (17) verlaufenden Flansch am benachbarten Karosseriebauteil abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) aus zwei gegeneinander angestellten Kugellagern (15, 18, 19, 20) besteht, zwischen denen der Flansch (14) angeordnet und fixiert ist und die von einem Halteelement zu einer Baueinheit zusammengehalten sind.
Federbeinlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement eine spanlos geformte Hülse (12) ist, die mit ihrer inneren Mantelfläche das Federbein aufnimmt und an ihren beiden in axialer Richtung gegenüberliegenden Enden je eine radial nach außen gerichtete Umbördelung (12.1, 12.2) aufweist, die die Kugellager (15, 18, 19, 20) umschließen.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellager als spanlos gefertigte Axialkugellager (15,20) oder Schrägkugellager (18,19) ausgebildet sind.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Hülse (12) zwischen einem der Kugellager (15,18,19,20) und zugehöriger Umbördelung (12.2) ein Zwischenteil (13) angeordnet ist.
Federbeinlager (1d) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Umbördelung (12.1) der Hülse (12) eine Laufbahn für ein Kugellager (20) bildet.
Federbeinlager (1d) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (14) Laufbahnen für die Kugellager (20) bildet.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (14) mit Anschlägen (14.2) zur Fixierung der Lagerringe versehen ist.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (14) mit Durchtrittsöffnungen zur Befestigung am Karosseriebauteil versehen ist.
Federbeinlager (1e) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zwischenteil (13) und zugehöriger Umbördelung (12.2) ein O-Ring (21) angeordnet ist.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Freiraum zwischen Hülse (12) und Flansch (14) mit einer Dichtung (16) versehen ist.
Federbeinlager (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als schleifende (16) oder als berührungsfreie ausgebildet ist.