DE8904871U1

DE8904871U1 - Hängekugellager für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE8904871U1
Application number: DE8904871U
Authority: DE
Original assignee: SKF France SAS
Current assignee: SKF France SAS
Priority date: 1988-04-21
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1989-06-08
Also published as: IT8967289A0; GB8908480D0; IT1233211B; GB2217663A; GB2217663B; FR2630375A1; FR2630375B1

Description

Hängekugellager für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Hängekugellager.

Diese Art von Lager, welche üblicherweise in den Vorrichtungen zur Aufhängung von Lenkrädern von Kraftfahrzeugen verwendet wird, wird allgemein zwischen zwei Schalen angeordnete

- einer oberen Schale, welche mit dem Fahrzeugkörper (der Karosserie) über einen Gummi-Stoßdämpferblock fest verbunden ist*

■■- einer unteren, drehbeweglichen Schale, auf welcher auch das obere Ende der den Stoßdämpfer umgehenden Aufhängefeder abgestützt ist, wobei, das untere Ende dieser Feder auf einer anderen, fest mit dem Stoßdämpferzylinder verbundenen Schale aufliegt.

DiesesHängekugeilager, das man innerhalb dessen bestimmen wird, was durch die Lageraufhängung dazukommt, hat somit folgende Funktionen:

- die Übertragung der aus der Federkompression resultierenden Axial- und Radialkräfte und - gleichzeitig eine Drehung praktisch ohne Reibung zwischen der Feder und der Fahrzeugkarosserie zu ermöglichen, wobei die Drehbewegung der Feder während des Lenkeinschlages der Lenkräder und in kleinerem Ausmaß während der Kompressionsveränderungen der Feder durch die Abrollbewegung der Reif ei. entsteht.

Die Art von Lagerung, wie sie allgemein für diese Anwendung gebraucht wird, ist eine Lagerung, welche zwei Blechringe, Kugeln, einen Käfig, eine Einrichtung zur Axialverbindung zwischen den Ringen sowie Mittel zur Abdichtung umfaßt, um das Innere des Lagers gegen das häufige Spritzwasser in dieser Zone des Fahrzeugs zu schützen.

Aus dem Dokument FR-A-2 389 036 ist bereits ein Lager vom Typ Mc PHERSON mit Blechringen bekannt, wobei der Käfig eine dreifache Funktion sicherstellt, nämlich: 5

- die Trennung der Kugeln,

- die Abdichtung und

- die axiale Halterung der Ringe, um eine unlösbare Verbindung bei der Handhabung des Lagers zu erhalten.

Der hauptsächliche Nachteil dieser Art von Lagerang besteht darin, daß nichts auf dem Lager in Hinblick auf seine axiale Verbindung mit der unteren Schale vorgesehen ist. Andererseits verwendet es eine Art von einstückiger Käfig-Klemme, welche relativ einfache Formen der Ringe mit Rändern voraussetzt, welche annähernd eben und zur Anklemmseite parallel sind. Eine derartige Käfig-Klemme kann jedoch nicht verwendet werden in dem Fall, wo eine teilweise axiale Überdeckung des einen Ringes gegenüber dem anderen vorliegt.

Nun verwendet man bei den Hängelagern nach Mc PHERSON aus Blech aus Gründen der Versteifung für die Ringe und zum Schutz des Lagerinneren gegen rieselndes Wasser eine radiale Verschachtelung und eine axiale Überdeckung des unteren Ringes mittels eines umgeschlagenen Randes des oberen Ringes.

Weiterhin ist gemäß dem Dokument FR-A-2 591 177 eine Lagerung mit einer doppelten Reihe von Wälzelementen und einem doppelten Innenring bekannt, welche einen für diese Wälzelemente gemeinsamen zylindrischen Käfig aufweist sowie eine zylindrische Manschette zur Befestigung der zwei inneren Ringe, wobei der Käfig und die Manschette in einem einzigen Stück ausgeführt sind und durch VerbinrUingsabschnitte verbunden sind, welche geschwächte Zonen im

Hinblick auf ihr Abreißen bilden, was eine Reduzierung der Teilezahl und eine Erleichterung der Arbeitsgänge bei der Montage ermöglicht, wobei das Abreißen dieser &dgr; Zonen und die Trennung des Ringes von der Manschette

automatisch während der Montage durch axialen Druck auf die inneren Ringe mit Hilfe einer Unsymmetrie der Anordnung und eines guten Widerstandes der beiden zylindrischen Elemente gegen Axialdruck erfolgt,. Einn soliö ehe Technik ist andererseits jedoch nicht verwendbar bei einem annähernd ebenen Käfig,der deshalb mit einer großen Elastizität in Axialrichtung ausgestattet ist.

Ziel der Erfindung ist es, die oben erv/Hhnten Nachteile zu beheben, indem ein Hängekugella^er geschaffen wird, welches gleichzeitig sicherstellt:

- die Axialverbindung zugleich zwischen den Lagerringen und zwischendem montiertai Lager und der unteren Schale, um die Handhabung der Anordnung beim Konstrukteur während der Montagearbeiten für das Aufhängungssystem an der Karosserie zu erleichtern und

- einen verstärkten Schutz des Lagers gegen Spritzwasser, und das in einer Weise, die besonders wirtschaftlich und auf Lager anwen -bar ist, welche eine axiale Überdeckung des unteren Ringes durch den oberen Ring aufweisen .

Zur Lösung dieser Aufgabe verwendet die Erfindung zu allererst eine annähernd zylindrische Verbindungsmanschette, welche dazu dient, in den Mitteldurchgang im Inneren der Anordnung der zwei Ringe eingeführt zu werden, wobei diese Manschette zugleich einen ersten ringförmigen Wulst zur Halterung des oberen Ringes, einen zweiten ringförmigen Wulst zur Halterung des unteren Ringes und einen dritten ringförmigen Wulst oder Rand zur Halterung der Anordnung auf der unteren Schale aufweist.

Die Manschette besitzt vorzugsweise einen oberen Rand, der an der Innenseite der oberen Schale anliegt, um einen zusätzlichen Schutz gegen das Eindringen von Wasser darzustellen. Zugleich besitzt die Manschette vorzugsweise zwischen dem zweiten und dem dritten Wulst eine dünne Lippe, welche an der Innenseite der unteren Schale anliegt, um das Aufsteigen von Wasser zum Lagersitz hin

zu verhindern,
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Dj.e Lagerung umfaßt außerdem einen Käfig von annähernd ebener Ausgangsform, welcher Vorzugs -/eise an seinem Außenumfang eine dünne Lippe zur Anlage fin dem oberen Ring besitzt, um so zugleich einen Schutz gegen das Aufsteigen von Wasser am Außenumfang zu gewährleisten.

Der obere Ring enthält vorzugsweise eine Form, welche zumindest auf der Innenseite den unteren Ring in Radialrichtung überdeckt und in Axialrichtung über diesen vorsteht.

Der Käfig mit annähernd ebener Ausgangsform und die annähernd z*'lindrische Yerbindungsnianschette sind, in einem S^ück aus Kunststoffmaterial geformt, wobei sie durch Verbindungselemente zusammengehalten sind, welche zwischen der Innenseite des Käfigs und der Außenseite des zweiten Wulstes liegen und geschwächte Zonen in Hinblick auf ihr Abreißen darstellen. Dieses Abreißen, welches die Trennung von Käfig und Manschette bewirkt, wird automatisch bei der Montage des Lagers durch Abscheren zwischen dem Innenrand des oberen Ringes, der zwischen dem ersten Wulst und der Basis des zweiten Wulstes liegt, und dem Innenrand des unteren Ringes in dem Moment bewirkt, wo dieser den Scheitelpunkt des zweiten Wulstes überwindet, wobei dieses Abscheren gleichzeitig die Verrastung des unteren Ringes oberhalb des zweiten Wulstes

und die konisch-elastische Deformation des ursprünglich annähernd ebenen Käfigs bewirkt, was zur elastischen Auflag« der äußeren Lippe des Käfigs auf dem Außenrand des oberen Ringes beiträgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt ist. Dabei zeiqen:

Fig. 1 einen Axialschnitt der Anordnung des Aufhängekopfes,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Anordnung von Manschette und Käfig,

Fig. 3 einen Teil-Axialschnitt in vergrößertem Maßstab auf diese Anordnung in ihrer ursprünglichen Form,

j Fig. 4, 5, 6 und 7 jeweils in Teil-Axialschnitten die

aufeinanderfolgenden Phasen der Montage des

Lagers,
25

Fig. 8, 9 und 10 ebenfalls jeweils in Teil-Axialschnitten

die aufeinanderfolgenden Phasen der Montage des

Lagers auf der unteren Schale und der oberen

Schale,
30

Fig. 11 eine Außenansicht im Aufriß einer abgewandelten

Ausführungsform.

In Fig. 1 sieht man den Stoßdämpferzylinder 1, dessen Schaft 2 an der Karosserie 3 über ein außenliegendes, an der Karosserie 3 angeschweißtes Teil 4, über ein

inneres Teil 5, an welchem das Ende des Schaftes 2 mittels einer Schraube 6 befestigt wird, und über einen zwischen den zwei konzentrischen Teilen 4 und 5 verklebten Gummiblock 7 befestigt wird. Außerdem ist in dem Gummiblock zugleich das obere Ende der oberen Schale 8 eingebettet, welche als Abstützung für das Stützlager 9 dient, dessen Einzelheiten im folgenden betrachtet werden.

Zugleich sieht man die Aufhängefeder 10, deren oberes Ende sich an der unteren Schale 11 abstützt, welche ihrerseits sich zugleich an dem Kugellager 9 abstützt.

Die Anordnung 4, 5, 7 und 8 wird also im voraus am Fahrzeug befestigt, und der Rest der Aufhängung wird danach von unter her eingeführt und mit der Schraube 6 im Moment der Einbringung der Aufhängung befestigt.

Das Hängelager 9 umfaßt eigentlich einen oberen Ring 12 und einen unteren Ring 13 =>us Blech, zwischen denen die Kugeln 14 angeordnet sind. Die Anordnung der zwei Ringe 12 und 13 wird durch eine Verbindungsmanschette zusammengehalten, welche im einzelnen in Fig. 3 zu sehen ist.

Diese Manschette 15, die vorzugsweise aus Kunststoff geformt ist, besitzt eine allgemein zylindrische Form und ist so ausgebildet, daß sie in die Mitcenöffnung der Anordnung aus den zwei Ringen 12 und 13 eingeführt werden kann. Sie besitzt im einzelnen einen ersten Wulst 16 mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des oberen Ringes 12, um eine kraftschlüssige Halterung des unteren Randes 17 des oberen Ringes 12 durch radiale Verformung der Manschette 15 zu ermöglichen (s. dazu im einzelnen die Fig. 4 und 8), Diese Manschette 15 besitzt außerdem einen zweiten ringförmigen Wulst 18 mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Innen-

durchmesser des unteren Ringes 13, um zugleich die kraftschlüssige Befestigung des Innenrandes 19 des unteren Ringes 13 zu ermöglichen und dann die Halterung dieses Randes zu gewährleisten (s. hierzu im einzelnen die Fig. 6, 7 und 8). Gleichzeitig dient die Basis dieses zweiten Wulstes 18 als Abstützung für den Innenrand 17 des oberen Ringes 12.

Schließlich besitzt die Manschette 15 auch noch einen dritten Wulst am unteren Rand 20 mit einem Außendurchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser der unteren Schale 11, wie im einzelnen in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigt, derart, daß die kraftschlüssige Befestigung und Halterung des Innenrandes 21 der unteren Schale 11 mit Spiel gewährleistet wird.

Zwischen den Wulsten 18 und 20 ist vorzugsweise eine dünne Lippe 22 vorgesehen, welche am Innendurchmesser des Randes 21 zur Anlage kommt, um einen zusätzlichen Schutz gegen Spritzwasser zu gewährleisten. Zugleich liegt der obere Rand 23 der Manschette ohne Spiel an dem Innenrand der oberen Schale 8 an, wie man in Fig. 10 sieht, um zugleich einen zusätzlichen Schutz gegen Wasser und gegen Verschmutzung des Inneren des Lagersitzes zu gewährleisten.

Die verschiedenen Lagerkugeln 14 sind natürlich in den Ausnehmungen 24 eines Käfigs 25 angeordnet, der ebenfalls aus Kunststoffmaterial geformt ist und dessen Ausgangsform annähernd eben ist, wie in Fig. 3 zu sehen, wobei dieser Käfig in vorteilhafter Weise an seinem Außenumfang ebenfalls eine dünne Lippe 26 aufweist, welche an dem Rand des oberen Ringes anliegt, wie im einzelnen in den Fig. 8, 9 und 10 gezeigt ist, und zwar derart, daß zugleich ein Schutz gegen Spritzwasser am Außenumfang sichergestellt wird.

Wie man in den Figuren sieht, besitzt der obere Ring 12 vorzugsweise eine Form, welche die Ränder des unteren Ringes 13 umhüllt, in Radialrichtung einschließt und in Axialrichtung über diese vorsteht, derart, daß das Innere des Lagers gegen ablaufendes Wasser geschützt wird. Es ist klar, daß diese Umhüllung keineswegs ein Hindernis für die Montage und für die Funktion der Manschette 15 darstellt, welche ihre drei Funktionen der Halterung und ihre Funktionen xvr zusät &zgr; liehen Abdichtung gewährleistet. &ldquor;

Außerdem kann diese Anordnung nach der Erfindung dazu ausgenutzt werden, den Käfig 25 und die Manschette in einem einzigen Formstück herzustellen, wobei die beiden Teile, wie in Fig. 2 gezeigt, über gleichmäßig verteilte Verbindungslaschen 27 zusammenhängen, welche jeweils den Innenrand des Käfigs 25 mit dem Außenrand des zweiten ringförmigen Wulstes 18 verbinden, und zwar über einen speziell auf eine solche Höhe verminderten Abschnitt, daß eine Sollbruchstelle gebildet wird.

Trotz der großen axialen Elastizität des Käfigs 25, dessen Ausgangsform annähernd eben ist und der sich leicht elastisch zu einem Konus verformen läßt, kann somit dieser Abriß der Verbindungslaschen 27 nach der Montage trotzdem erfindungsgemäß durch einen Abschereffekt zwischen dem Rand 17 des oberen Ringes und, dem Rand 19 des unteren Ringes erreicht werden.

Andererseits war zu sehen, daß alle Montageschritte durch radiale Kompression der Manschette 15 erfolgen, was schließlich bei Bedarf dadurch erleichtert werden kann, daß Axialschlitze 28, wie in Fig. 11 gezeigt, vorgesehen werden.

Um die Montage der Lagerung beim Lagerkonstrukteur auszuführen ,dann für ihre Anbringung an der Aufhängung und für

die Anbringung dieser Aufhängung an dem Fahrzeug durch den Konstrukteur des Kraftfahrzeuges kann man vorteilhafterweise folgendermaßen vorgehen. 5

Zuerst, wie in Fig. 4 gezeigt, bringt man die obere Schale 12 in umgekehrte Stellung und führt durch Einpressen von oben die Manschette 15 ebenfalls in umgekehrter Position ein. Man sieht, daß in dieser Phase der Käfig 25 sich elastisch deformiert und seine ursprünglich ebene Forts verläßt, um eine leicht konische Form anzunehmen, ohne daß dieses bereits die Wirkung hätte, die Laschen 27 aus den¹, oben aji>j«=.£ührt--en Grund abzureißen,

Zvj einem zweiten Zeitpunkt bringt i?»n die Kugeln 14 in die verschiedenen Ausnehmungen 24, wie in Fig. 5 gezeigt.

Dann, wie in Fig. 6 dargestellt, bringt man den unteren Ring 13 ebenfalls in umgekehrter Position auf der An-Ordnung an seinem Platz und übt einen Axialdruck auf die Ringe 12 und 13 derart aus, daß sie zusammengebracht werden. Bei dieser Bewegung stützt sich die Basi3 des Wulstes 18 an der Oberseite des Randes 17 des oberen, umgedrehten Ringes 12 ab, während der untere Rand 19 des anderen Ringes an der Schräge des zweiten Wulstes 18 entlang gleitet.

Das erzeugt zugleich zwei Wirkungen, welche in Fig. 7 dargestellt sind, erstens das Abreißen des inneren Endes der Laschen 27 durch Abscheren und zweitens das Einrasten des Randes 19 unterhalb des zweiten Wulstes 18, womit nunmehr die Halterung der Teileanordnung in einer unlösbaren Unterbaugruppe sichergestellt ist, während gleichzeitig der Käfig 25 seine Bewegung zu einer elastischen, konisehen Deformation verstärkt, wobei er die Umfangslippe 26 an das Innere des Außenrandes 29 des

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« oberen Ringes 12 preßt.

In diesem Zustand wird das Lager 9 an den Hersteller geliefert, welcher die folgenden Phasen des Zusammenbaus ausführt.

Zunächst wird die Lagerbaugruppa 9, nunmehr in Normalposition gebracht, auf die untere Schale 11 aufgesetzt, wie in Fig. 8 gezeigt, dann durch Axial-Kompression eingedrückt, wie in Fig. 9 gezeigt, was die Wirkung hat, daß die Biegung der Dichtlippe 22 gewährleistet wird, wobei jedoch insbesondere die Halterung der Lagerbaugruppe 9 auf der unteren Schale II dank des dritten Wulstes 20 und trotz eines zwischen den Teilen bestehenden funktionellen Spieles gewährleistet wird.

Die Anordnung der Aufhängung, welche den Zylinder 1 und den Schaft 2 sowie die Feder 10 und die Schale 11 urnfaßt, kann nun ohne besondere Vorsicht und ohne ein Risiko der Zerstörung für die Lagerung 9 gehandhabt werden, um sie von der Unterseite der Karosserie einzuführen, bis sie den Innenteil 5 durchdringt, damit die Schraube 6 festgedreht werden kann. Bei diesem letzten Vorgang wird der obere Ring 12 des Lagers in der oberen Schale 8 befestigt, und der obere Rand 23 der Manschette 15 stützt sich auf dieser Schale ab, um seine Abdichtfunktion zu erfüllen.

Man sieht somit, daß das erfindungsgemäße Hängelager zugleich die dreifache Halterung und die dreifache Abdichtung sicherstellt, v/obei es lediglich ein Minimum ar. Teilen und Montagevorgängen benötigt.

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Claims

Schutzansprüche

l. Hängekugellager (9) mit einem oberen Ring (12), einem unteren Ring (13), Kugeln (14), einem Käfig (25) und einer Manschette (15) zur axialen Verbindung der beiden Ringe, wobei das Lager (9) dazu bestimmt ist, zwischen einer oberen, feststehenden Schale (8) und einer un-

IG Leren, drehbeweglicher· Schale (11) angeordnet zu wer den,-welch letztere Schale als Abstützung für eine Tragfeder (10) dient, welche ihrerseits einen Stoßdämpferzylinder (1) umgibt, dessin Schaft (2) mit seinem oberen Ende an der Karosserie (3) eines Fahrzeugs befestigt ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die annähernd zylindrische Manschette (15) zugleich aufweist:

- einen ersten ringförmigen Wulst (16) mit einer Abmessung, welche seine kraftschlüssige Befestigunq am Innenrand (17) des oberen Ringes (12) ermöglicht, um dessen Halt zu gewährleisten,

- einen zweiten ringförmigen Wulst (18) mit einer geeigneten Abmessung, um die kraftschlüssige Befestigung am Innenrand (19) les unteren Ringes (13) zu ermögliehen und dessen Halt zu gewährleisten, und

- einen dritten ringförmigen Wulst (20) mit einer geeigneten Abmessung, um die kraftschlüssige Befestigung am inneren Rand (21) der unteren Schale (11) zu ermöglichen und deren Halterung mit Spiel zu gewährleisten.
2. Hängekugellager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (15) außerdem eine dünne, elastische Lippe (22) aufweist, welche zwischen dem zweiten (18) und dem dritten (20) ringförmigen Wulst liegt und so ausgebildet ist, daß sie an dem Innenrand (21) der unteren Schale (11) aufliegt, um eine zusätzliche Abdichtung zu gewährleisten.
J. Hängekugellager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand (23) der Manschette (15) so ausgebildet ist, daß er an dem Innenrand der oberen Schale (8) anliegt, um eine zusätzliche Abdichtung des Lagerssitzes zu gewährleisten.
4. Hängekugellager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (25) eine annähernd ebene Ansgangsform besitzt und an seinem Außenumfanq eine dünne Dicht· lippe (26) besitzt, welche an dem umgebogenen äußeren Rand (29) des o'-eren Ringes mittels einer elastischen, konischen Verformung elastisch zur Anlage kommt, um die Abdichtung an dieser Stelle zu verbessern.
5. Hängekugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (15) Schlitze (28) aufweist, welche ihre radiale Kompressibilität verstärken.
6. Hängekugellager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (17) des oberen Ringes (12) die Ränder (19) des unteren Ringes (13) zumindest an der Innenseite radial einschließen und in Axialrichtung nach unten über diese vorstehen und daß der Käfig (25) mit annähernd ebener Ausgangsform mit der annähernd zylindrischen Verbindungsmanschette (15) mittels Verbindungslaschen (27) verbunden ist, welche zwischen dem unteren Rand des Käfigs (25) und dem Außenumfang des zweiten ringförmigen Wulstes (18) liegen und eine Schwächungszone in Höhe dieses Wulstes bilden, derart, daß die Anordnung des Käfigs (25) und der Manschette (15) in einem Stück ausgeformt und in dieser Form an ihren Platz gebracht werden kann und daß die Zusammenfügung bei der Montage der beiden

Montageringe (12, 13) das Abreißen dieser Verbindungslaschen (27) durch Abscherung zwischen dem Innenrand (17) des oberen Ringes (12) und dem Innenrand (19) des unteren Ringes (13) sicherstellt, während gleichzeitig die Halteverrastung des letzteren Randes an dom zweiten ringförmigen Wulst (18) stattfindet.