DE102013222727A1

DE102013222727A1 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE102013222727A1
Application number: DE201310222727
Authority: DE
Inventors: Andreas Wöllner; Alexander Zernickel; Rainer Lutz; Ralf Stautner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-13
Also published as: WO2015067251A1; CN105705822A; CN105705822B; US9869351B2; US20160281784A1

Abstract

Federbeinlager mit einer Kappe (1) und mit einem gegenüber der Kappe (1) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring, wobei zwischen der Kappe (1) und dem Führungsring ein Axiallager angeordnet ist, wobei die Kappe (1) eine Dichtung (8) aufweist, und wobei die Kappe (1) mit dem Führungsring an einem Innendurchmesser der Kappe (1) mittels einer Schnappverbindung (2) verbunden sind und wobei die Kappe (1) ein erstes Element (3) der Schnappverbindung (2) und der Führungsring ein zweites Element der Schnappverbindung (2) aufweisen, welche formschlüssig ineinander greifen, wobei das erste Element (3) als ein Zweikomponentenbauteil (5) ausgebildet ist, dessen Weichkomponente (7) formschlüssig in das zweite Element eingreift und dessen Hartkomponente (6) eine Versteifung der Weichkomponente (7) ausbildet.

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 Radialund 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 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.
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. Die Kappe und der Führungsring werden mittels einer Schnappverbindung miteinander formschlüssig als eine Baueinheit unverlierbar zusammengefügt. Einteilig mit der Kappe ist ein Dichtelement ausgebildet, welches sich am Innen- und Außenumfang der Kappe erstreckt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbeinlager zur Verfügung zustellen, welches einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese 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 Axiallager angeordnet ist, wobei die Kappe eine Dichtung aufweist und wobei die Kappe mit dem Führungsring an einem Innendurchmesser der Kappe mittels einer Schnappverbindung verbunden sind und wobei die Kappe ein erstes Element der Schnappverbindung und der Führungsring ein zweites Element der Schnappverbindung aufweisen, welche formschlüssig ineinander greifen, wobei das erste Element als ein Zweikomponenten-Bauteil ausgebildet ist, dessen Weichkomponente formschlüssig in das zweite Element eingreift und dessen Hartkomponente eine Versteifung der Weichkomponente ausbildet.
Federbeinlager weisen eine Kappe und einen 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, sowie als Gleitlager oder auch als Wälzlager ausgebildet sein.
Mittels der Kappe werden die Federbeinlager an dem chassisseitigen Federbeindom bzw. dem Topmount befestigt.
Das erfindungsgemäße Federbeinlager weist eine Kappe auf, welche ein erstes Element der Schnappverbindung aufweist. Die Schnappverbindung ist am Innendurchmesser der Kappe vorgesehen, wobei die Kappe ein erstes Element der Schnappverbindung aufweist. Das erste Element ist als ein Zweikomponenten Bauteil ausgebildet, welches eine Weich- und eine Hartkomponente aufweist. Die Weichkomponente greift formschlüssig in das zweite Element des Führungsrings ein. Die Hartkomponente dient zur Versteifung der Weichkomponente. Die Versteifung der Weichkomponente mittels der Hartkomponente hat den Vorteil, dass Demontagekräfte des Lagergehäuses erhöht werden können. Das bedeutet, dass Demontagekräfte größer 100N realisiert werden können. Zudem wird eine verbesserte Dichtwirkung der Verschnappung mittels der Weichkomponente erzielt.
Vorteilhafterweise ist die gesamte Kappe aus einem Zweikomponentenbauteil ausgebildet. Das Zweikomponentenbauteil wird beispielsweise mittels eines Zweikomponentenspritzgussverfahrens hergestellt, bei dem die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die Hartkomponente am Innendurchmesser der Weichkomponente vorgesehen, um eine optimale Versteifung zu erzielen. Zudem bildet die Hartkomponente einen Schutz der Weichkomponente aus, wodurch diese vor hohen Krafteinwirkungen geschützt werden kann. Ein derartiger Schutz führt zu einer Lebensdauererhöhung des Federbeinlagers.
Vorzugsweise ist die Hartkomponente segmentartig vorgesehen. Die Hartkomponente ist gleichmäßig am Innendurchmesser der Weichkomponente verteilt, als einzelne Segmente vorgesehen. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass an Stellen, an denen keine Hartkomponente vorgesehen ist, die Verschnappung weiterhin elastisch ausgeführt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, da die Verschnappung mittels der Weichkomponente ausgebildet wird, es zu einer geringeren Geräuschentwicklung beim anstreifen der Kappe und des Führungsrings führen kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Hartkomponente über den gesamten Innendurchmesser der Weichkomponente. Durch die umlaufende Hartkomponente ist es möglich, eine ausreichende Versteifung der Weichkomponente zu erzielen. Demzufolge kann Verschleiß bei hohen Demontagekräften reduziert und die Lebensdauer erhöht werden.
Vorzugsweise ist die Hartkomponente ein Polyamid. Denkbar ist auch die Verwendung anderer Kunststoffe oder metallischer Werkstoffe.
Vorzugsweise ist das erste Element als ein Schnappbord ausgebildet. Der Schnappbord kann umlaufend, alternativ aber auch durch mehrere Schnappnasen ausgebildet sein. Der Schnappbord ist als ein in axialer Richtung der Drehachse hervorstehender Teil der Kappe ausgebildet, welcher in das zweite Element des Führungsrings eingreift.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Dichtung ein Dichtelement auf, welches schleifend an dem Führungsring anliegt. Die Dichtung kann hülsenförmig mit endseitiger Dichtlippe ausgebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Dichtung auch zwei Dichtlippen vorsehen. Die Dichtlippen bzw. die Dichtlippe kann einen ringförmigen Hohlraum begrenzen, welcher beispielsweise zur Verbesserung der Dichtwirkung mit Fett befüllt sein kann. Es sind auch jegliche andere Formen einer Dichtung und eine andere Anordnung möglich.
Der Werkstoff der Dichtung kann ein Elastomer sein oder ein anderer Kunststoff, der gummiartige Eigenschaften aufweist. Die Dichtung ermöglicht, unabhängig von der Positionierung und Zentrierung des Federbeinlagers gegenüber den Baugruppen des Federbeins, ein Abdichten gegenüber einer Gegendichtfläche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 einen Längsschnitt durch eine Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
3 einen Längsschnitt durch eine Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer dritten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kappe 1 des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer ersten Ausführungsform. Das Federbeinlager weist eine Kappe 1 auf, sowie einen nicht dargestellten Führungsring, der gegenüber der Kappe 1 um eine Drehachse D herum drehbar gelagert ist. Die Kappe 2 ist mit dem Führungsring mittels einer Schnappverbindung 2 verbunden. Die Kappe 1 ist an einem nicht abgebildeten Domlager eines Chassis eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Führungsring nimmt ein axiales Ende einer nicht dargestellten Stoßdämpfer-Feder auf. Federkräfte der Stoßdämpfer-Feder werden über den Führungsring in die Kappe 1 und von dort in das Domlager geleitet.
Die Kappe 1 ist als ringförmiges Zweikomponentenbauteil ausgebildet. Die Kappe 1 weist ein erstes Element 3 der Schnappverbindung 2 auf, welches am Innendurchmesser der Kappe vorgesehen ist. Dieses Element 3 an einem dünnwandigem Abschnitt hervor und ist als Schnappbord 3a oder mehrere Schnappnasen ausgebildet. Das erste Element 3 ist als ein Zweikomponentenbauteil 5 ausgebildet und weist eine Hartkomponente 6 und eine Weichkomponente 7 auf. Das Zweikomponentenbauteil 5 ist bevorzugt in einem Zweikomponentenspritzgießverfahren hergestellt. Als Hartkomponente 6 kann bspw. ein Polyamid verwendet werden.
Die Weichkomponente 7 dient zur formschlüssigen Verbindung mit dem Führungsring, wobei die Weichkomponente 7 den Teil des Schnappbordes 3a ausbildet. Ferner dichtet die Weichkomponente 7 das Federbeinlager am Innendurchmesser ab. Die Hartkomponente 6 dient zur Versteifung der Weichkomponente 7. Aus der 1 ist ersichtlich, dass sich die Hartkomponente 6 über den gesamten Innendurchmesser der Weichkomponente 7 erstreckt.
Am Außenumfang der Kappe 1 ist eine Dichtung 8 als hülsenförmiger Ansatz mit am Ende versehenen Dichtlippen 9, 10 ausgebildet. Die Dichtlippen 9, 10 stehen axial von dem Federbeinlager hervor. Zwischen den Dichtlippen 9, 10 ist ein ringförmiger Hohlraum 11 ausgebildet.
2 und 3 zeigen einen Längsschnitt durch eine Kappe des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform. Übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der vorangegangenen 1. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich daher weitestgehend auf die Unterscheidungsmerkmale.
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Hartkomponente 6 am gesamten Innendurchmesser vorgesehen. Im Unterschied zur 1 wird der Bereich des Schnappbordes 3a mit der Hartkomponente 6 unterspritzt.
Aus der 3 ist ersichtlich, dass die Hartkomponente 6 segmentartig am Innendurchmesser der Weichkomponente 7 vorgesehen ist. Dies führt dazu, dass die Schnappverbindung 2 elastisch ausgeführt ist.
Bezugszeichenliste

D: Drehachse
1: Kappe
2: Schnappverbindung
3: erstes Element
3a: Schnappbord
5: Zweikomponentenbauteil
6: Hartkomponente
7: Weichkomponente
8: Dichtung
9: Dichtlippe
10: Dichtlippe
11: Hohlraum

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 102006057559 A1 [0004]

Claims

Federbeinlager mit einer Kappe (1) und mit einem gegenüber der Kappe (1) um eine Drehachse (D) drehbar gelagerten Führungsring, wobei zwischen der Kappe (1) und dem Führungsring ein Axiallager angeordnet ist, wobei die Kappe (1) eine Dichtung (8) aufweist, und wobei die Kappe (1) mit dem Führungsring an einem Innendurchmesser der Kappe (1) mittels einer Schnappverbindung (2) verbunden sind und wobei die Kappe (1) ein erstes Element (3) der Schnappverbindung (2) und der Führungsring ein zweites Element der Schnappverbindung (2) aufweisen, welche formschlüssig ineinander greifen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (3) als ein Zweikomponentenbauteil (5) ausgebildet ist, dessen Weichkomponente (7) formschlüssig in das zweite Element eingreift und dessen Hartkomponente (6) eine Versteifung der Weichkomponente (7) ausbildet.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei am Innendurchmesser der Weichkomponente (7) die Hartkomponente (6) vorgesehen ist.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartkomponente (6) segmentartig vorgesehen ist.
Federbeinlager nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei sich die Hartkomponente (6) über den gesamten Innendurchmesser der Weichkomponente (7) erstreckt.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hartkomponente (6) ein Polyamid ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei das erste Element (3) als Schnappbord (3a) ausgebildet ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die Dichtung (8) ein Dichtelement aufweist, welches schleifend an dem Führungsring anliegt.