DE10126680C1 - Lagerung für ein Federbein - Google Patents

Abstract

Lagerung für ein Federbein, umfassend einen Federteller, der eine Federkraft einer Tragfeder des Federbeins aufnimmt, wobei eine Kolbenstange eines Kolben-Zylinderaggregates über ein kolbenstangenseitiges Lager zu einem von dem Federbein getragenen Bauteil verdrehbar gelagert ist, wobei das kolbenstangenseitige Lager als ein Gleitlager ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lagerung für ein Federbein entsprechend dem Oberbeg­ riff von Patentanspruch 1.

Aus der gattungsbildenden DE 27 13 133 C2 ist eine Lagerung für ein Federbein bekannt, umfassend ein mit einem Federteller in Wirkverbindung stehendes feder­ tellerseitiges Lager, das eine Federkraft einer Tragfeder des Federbeins aufnimmt, wobei eine Kolbenstange eines Kolben-Zylinderaggregates über ein kolbenstangen­ seitiges Lager zu einem von dem Federbein getragenen Bauteil verdrehbar gela­ gert ist. Der Aufbau des Lagerung ist zweifellos sehr kompliziert und verlangt sehr genau gefertigte Bauteile, da sich das federtellerseitige Lager an dem kol­ benstangenseitigen Lager abstützt. Damit addieren sich auch die Fertigungstole­ ranzen beider Lager. In diesem Zusammenhang sind noch die GB 1 468 907 und die DE 31 19 150 C2 zu erwähnen.

Die DE 80 26 889 U1 beschreibt ein entkoppeltes elastisches Lager für die ka­ rosserieseitige Befestigung einer Radaufhängung. Zwischen einem Federteller und einer Flanschunterseite des elastischen Lagers ist ein Gleitring angeordnet, der eine Relativbewegung in Umfangsrichtung zwischen dem Federteller und dem Fahrzeugaufbau zulässt.

Die DE 83 11 927 U1 betrifft ein Federbein, bei dem auf der Stirnseite des Be­ hälterrohres eine Kappe angeordnet ist, die ein Gleitlager aufweist. Damit wird erreicht, dass bei einem Aufsetzen des Anschlagpuffers auf der Kappe eine Rela­ tivbewegung in Umfangsrichtung zu dem Puffer und dem Behälterrohr möglich ist.

In der GB 2 050 557 und der FR 2 335 747 ist jeweils ein kolbenstangenseitiges Gleitlager offenbart, wobei es sich in der FR 2 335 747 um eine nur winkelbe­ weglich vorbestimmte Lagerung handelt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den axilaren Bau­ raumbedarf platzsparende Lagerung für ein Federbein zu realisieren, das mög­ lichst einfach im konstruktiven Aufbau ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Allein durch diese Maßnahme können sehr viel einfachere Bauteile verwendet werden, die den Gesamtaufbau der Lagerung insgesamt im Hinblick auf den Fer­ tigungsaufwand kostengünstiger werden lassen.

Durch die räumliche Trennung wird die im Stand der Technik beschriebene kom­ plizierte und verschachtelte Bauweise vermieden. Sollte wirklich einmal eines der Lager ausfallen, so ist das andere immer noch voll funktionsfähig.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das federtellerseitige Lager als Gleitla­ ger ausgeführt und auf der der Tragfeder abgewandten Seite auf dem Federteller angeordnet, wobei eine Deckscheibe eine Stützfläche für dieses Gleitlager bildet und mit einem umlaufenden Rand abdichtet, sowie den Federteller hintergreift. Das federtellerseitige Gleitlager bildet eine in sich geschlossene Baueinheit, die völlig unabhängig von dem kolbenstangenseitigen Lager montiert und in die Lage­ rung eingesetzt werden kann.

Die Deckscheibe ist, da sie vergleichsweise große Kräfte aufnehmen muss, form­ stabil ausgeführt. Damit sich das federtellerseitige Gleitlager trotzdem gut und verspannugsfrei montieren lässt, ist zwischen der Tragfeder und dem Federteller ein Isolator angeordnet, wobei der Isolator mit dem Rand der Deckscheibe eine Rastverbindung eingeht. Der Isolator stellt mit seiner in Grenzen elastischen Ver­ formbarkeit einen Toleranzausgleich her und spannt die Deckscheibe auf das fe­ dertellerseitige Lager vor. Der mit dem durch den Einbau eines Gleitlagers am Fe­ derteller gewonnene axiale Bauraum erleichtert die Verwendung eines Federtellers aus einem Kunststoff.

Im Hinblick auf eine Abschirmung des kolbenstangenseitigen Lagers weist dieses eine mit der Kolbenstange in Wirkverbindung stehende Tragscheibe auf, die zu­ sammen mit einer Lagerscheibe der Lagerung das kolbenstangenseitige Gleitlager kammert.

Zusätzlich kann die Tragscheibe des kolbenstangenseitigen Lagers einen umlau­ fenden Rand aufweisen, der zusammen mit der Lagerscheibe eine Labyrinthdich­ tung bildet.

Im Hinblick auf eine möglichst präzise Zentrierung des kolbenstangenseitigen La­ gers ist die Tragscheibe mit einer Führungshülse verbunden, die sich radial an der Kolbenstange abstützt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung weist das kolbenstangenseitige Gleitlager zwei Lagerflächen in einer L-förmige Anordnung auf, wobei die Trag­ scheibe zwei entsprechende Tragflächen aufweist. Diese Variante verbindet ein Minimum an Bauraum mit einer sehr guten Führung in Axial- und Radialrichtun­ g und sehr geringen Reibkräften im Lager.

Dazu weist ein Übertragungsflansch der Lagerung eine L-förmige Grundform auf, wobei ein radialer Flächenbereich des Übertragungsflansches in Axialrichtung und ein axialer Hülsenabschnitt radial auf das Gleitlager einwirken.

Für eine möglichst gute Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Gleitfläche des kolbenstangenseitigen Gleitlagers ist zwischen dem radialen Flächenbereich des Übertragungsflansches und dem kolbenstangenseitigen Gleitlager ein Zwischen­ ring angeordnet. Insbesondere bei einem Übertragungsflansch in der Bauform ei­ nes Blechbiegeteils ergeben sich Biegeradien und ggf. Formabweichungen, die der Lagerqualität abträglich wären.

Dazu ist der axialverlaufende Teil des kolbenstangenseitigen Gleitlagers radial spielfrei auf der Tragscheibe angeordnet.

Um auch unabhängig von dem federtellerseitigen Lager eine möglichst gute Ab­ dichtung zu erreichen, bilden der Hülsenabschnitt des Übertragungsflansches und der horizontale Teil der Tragscheibe eine Labyrinthdichtung.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Unteranspruch ist vorgesehen, dass die L- förmige Grundform des Übertragungsflansches mit der Lagerscheibe zum elasti­ schen Federelement zu einer s-förmigen Grundform erweitert ist. Das kolben­ stangenseitige Lager und die Anbindung an das Federelement benötigen deshalb nur einen geringen axialen Bauraum.

Insbesondere aus Komfortgründen, wenn das Kolben-Zylinderaggregat als ein Schwingungsdämpfer ausgeführt ist, ist es vorteilhaft, wenn das elastische Fe­ derelement mindestens zwei Bereiche mit einer unterschiedlichen Federrate auf­ weist, wobei das federtellerseitige Gleitlager an dem Bereich mit der größeren Federrate abgestützt wird.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Lagerung, bei der das federtellerseitige Lager als Wälzlagerung ausge­ führt ist

Fig. 2 Lagerung, bei der beide Lager als Gleitlager ausgeführt sind

Fig. 3 Lagerung, bei der das kolbenstangenseitige Lager Axial- und Radial­ kräfte aufnehmen kann.

Die Fig. 1 zeigt eine Lagerung 1 für ein Federbein, wie sie beispeilsweise zwi­ schen einer Fahrzeugachse und einem Fahrzeugaufbau einsetzbar ist. Von dem Federbein ist nur ein oberes Ende einer Kolbenstange 3 dargestellt, das ein kol­ benstangenseitiges Lager 5 zu einem elastischen Federelement 7 aufweist. Das kolbenstangenseitige Lager 5 umfasst eine Gleitscheibe 9, die aus einem Werk­ stoff mit einem besonders kleinen Reibungskoeffizienten besteht. Die Gleitschei­ be wird von einer Tragscheibe 11 in Verbindung mit einer Führungshülse 13 axial und radial zur Kolbenstange positioniert. Eine Lagerscheibe 15 an einer Unterseite des Federelementes 7 stützt sich auf der Gleitscheibe 9 ab, wobei die Lager­ scheibe 15 und ein umlaufender Rand 17 der Tragscheibe eine Labyrinthdichtung für die Gleitscheibe 9 bilden.

Ein Deckflansch 19 und die Lagerscheibe 15 fassen axial einen inneren Bereich 7a des elastischen Federelementes 7 ein. Der Deckflansch und die Lagerscheibe verfügen über eine zentrale Durchgangsöffnung für die Kolbenstange 3, wobei die Summe der Wandstärken vom Deckflansch und von der Lagerscheibe im Be­ reich der Durchgangsöffnung kleiner ist als die Länge einer Stützhülse 21, die die Führungshülse 13 auf einem Absatz der Kolbenstange mittels einer Befesti­ gungshülse 23 spannt. Damit ist gewährleistet, dass der Deckflansch 19 und die Lagerscheibe 15 von der Befestigungshülse 23 nicht auf die Führungshülse ge­ spannt wird und die Drehfähigkeit des kolbenstangenseitigen Gleitlagers auf je­ den Fall erhalten bleibt.

Radial außerhalb des kolbenstangenseitigen Lagers 5 ist ein federtellerseitiges Lager 25 auf der einer Tragfeder 27 abgewandten Seite eines Federtellers 29 an­ geordnet. Eine Deckscheibe 31 mit einem umlaufenden Rand 33 dichtet das als Wälzlager ausgeführte federtellerseitige Lager 25 ab, wobei der Rand den Feder­ teller 29 hintergreift. Sofern ein Isolator 35 zwischen dem Federteller 29 und der Tragfeder 27 angeordnet ist, kann der Rand auch am Isolator ansetzen.

Die Deckscheibe greift an einem äußeren Bereich 7b des elastischen Federele­ mentes 7 an, wobei die Federrate des äußeren Bereichs 7b deutlich größer ist als die des inneren Bereichs 7a. Das äußere federtellerseitige Lager kapselt zusam­ men mit dem äußeren Bereich 7b des elastischen Bereichs das kolbenstangensei­ tige Lager 5 ab, so dass ein weitgehender Schutz gegen Verschmutzung gegeben ist. Durch die radiale und unabhängige Zuordnung beider Lager 5; 25 wird nur wenig Bauraum benötigt. Auch bei Ausfall eines der beiden Lager kann das je­ weils andere völlig unabhängig seine vorgesehene Funktion erfüllen.

Die Fig. 2 zeigt eine Variante der Fig. 1, bei der das federtellerseitige Lager 25 ebenfalls als Gleitlager ausgeführt ist. Dabei ist erkennbar, wie der Rand 33 der Deckscheibe 31 mit dem Isolator 35 eine Rastverbindung 37 eingeht. Die Trag­ scheibe 11 ist im Vergleich zur Variante nach Fig. 1 mit einer größeren Wand­ stärke versehen, so dass eine Führungshülse entfallen kann, da sich die Trag­ scheibe selbst mit ausreichender Präzision an der Kolbenstange 3 zentrieren. Auf der Tragscheibe ist wiederum die Gleitscheibe 9 aufgelegt, auf der wiederum ein Zwischenring 39 angeordnet ist. Der Zwischenring ist optional zu betrachten, da ein Übertragungsflansch 41 mit seinem radialen Flächenbereich 41a, der in einen Hülsenabschnitt 41b übergeht, ggf. wegen einem Übergangsradius eine eher knapp bemessene Kontaktfläche zur Gleitscheibe 9 aufweisen würde. Mit dem Zwischenring 39 kann der Bauraum günstiger ausgenutzt werden. Bei dieser Va­ riante ist die Stützhülse 21 länger bemessen als die Reihenanordnung aus Deck­ flansch, Übertragungsflansch, Zwischenring und Gleitscheibe.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 stellt eine Weiterentwicklung der Variante nach Fig. 2 dar. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass das kolbenstangen­ seitige Lager 5 zwei Lagerflächen in einer L-förmigen Anordnung aufweist, wobei die Tragscheibe 11 ebenfalls zwei Tragflächen 11a; 11b in L-förmiger Anordnung umfasst. Die Lagerscheibe 9 ist den Tragflächen 11a; 11b angepasst, wobei zwi­ schen der Tragfläche 11b und der Lagerscheibe 9 radial Spielfreiheit vorliegt. Der axial verlaufende Hülsenabschnitt des Übertragungsflansches kann sich an der Lagerscheibe 9 gegen die Tragfläche 11b abstützen. Damit ist eine besonders genaue Lagerung der Kolbenstange relativ zum elastischen Federelement 7 mög­ lich

Der horizontale Bereich der Tragscheibe 11 und der Hülsenabschnitt 41b des Ü­ bertragungsflansches bilden wiederum eine Labyrinthdichtung für die Lagerschei­ be 9. Ebenso wie in der Fig. 2 ist der L-förmige Übertragungsflansch mit der La­ gerscheibe 15 zu einer s-förmigen Grundform zum elastischen Federelement 7 erweitert, wodurch eine sehr stabile Grundkonstruktion der gesamten Lagerung 1 entsteht.

Claims (13)

1. Lagerung für ein Federbein, umfassend einen Federteller, der eine Federkraft einer Tragfeder des Federbeins aufnimmt, wobei der Federteller ein federtel­ lerseitiges Lager aufweist, so dass sich der Federteller zu einem vom Feder­ bein getragenen Bauteil verdrehen kann, wobei das federtellerseitige Lager räumlich von einem kolbenstangenseitigen Lager getrennt ist, das zu dem von dem Federbein getragenen Bauteil verdrehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenstangenseitige Lager (5) als ein Gleitlager ausgeführt ist, wo­ bei das kolbenstangenseitige Gleitlager (5) radial innerhalb des federtellersei­ tigen Lagers (25) angeordnet ist und ein elastisches Federelement (7) der La­ gerung zusammen mit dem federtellerseitigen Lager (25) das kolbenstangen­ seitige Gleitlager (5) gegen Schmutz abdichtet, wobei sich eine Lagerscheibe (15) des kolbenstangenseitigen Lagers an dem Federelement abstützt und ei­ ne Deckscheibe (31) des federtellerseitigen Lagers dichtend am Federelement anliegt, wobei die Lagerscheibe (15) des kolbenstangenseitigen Lagers (5) und die Deckscheibe (31) des federtellerseitigen Lagers (25) räumlich und funktional unabhängig von einander sind.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das federtellerseitige Lager (25) als Gleitlager ausgeführt und auf der der Tragfeder (27) abgewandten Seite auf dem Federteller (29) angeordnet ist, wobei eine Deckscheibe (31) eine Stützfläche für dieses Gleitlager (25) bildet und mit einem umlaufenden Rand (33) abdichtet, sowie den Federteller (29) hintergreift.

3. Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Tragfeder (27) und dem Federteller (29) ein Isolator (35) angeordnet ist, wobei der Isolator (35) mit dem Rand (31) der Deckschei­ be (31) eine Rastverbindung (37) eingeht.

4. Lagerung nach einem der Anspüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenstangenseitige Lager (5) eine mit der Kolbenstange (3) in Wirkverbindung stehende Tragscheibe (11) aufweist, die zusammen mit einer Lagerscheibe (15) der Lagerung (1) das kolbenstangenseitige Gleitlager (5) kammert.

5. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragscheibe (11) einen umlaufenden Rand aufweist (17), der zu­ sammen mit der Lagerscheibe (15) eine Labyrinthdichtung bildet.

6. Lagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragscheibe (11) mit einer Führungshülse (13) verbunden ist, die sich radial an der Kolbenstange (3) abstützt.

7. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kolbenstangenseitige Gleitlager (5) zwei Lagerflächen in einer L- förmige Anordnung aufweist, wobei die Tragscheibe (11) zwei entsprechende Tragflächen (11a; 11b) aufweist.

8. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übertragungsflansch (41) der Lagerung eine L-förmige Grundform aufweist, wobei ein radialer Flächenbereich (41a) des Übertragungsflansches in Axialrichtung und ein axialer Hülsenabschnitt (41b) radial auf das Gleitla­ ger (5) einwirken.

9. Lagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem radialen Flächenbereich (41a) des Übertragungsflansches und dem kolbenstangenseitigen Gleitlager (5) ein Zwischenring (39) angeord­ net ist.

10. Lagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der axialverlaufende Teil des kolbenstangenseitigen Gleitlagers 5 radial spielfrei auf der Tragscheibe (11) angeordnet ist.

11. Lagerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hülsenabschnitt (41b) des Übertragungsflansches und der horizonta­ le Teil der Tragscheibe (11) eine Labyrinthdichtung bilden.

12. Lagerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die L-förmige Grundform des Übertragungsflansches (41) mit der Lager­ scheibe (15) zum elastischen Federelement (7) zu einer s-förmigen Grundform erweitert ist.

13. Lagerung nach einem der Anspüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Federelement (7) mindestens zwei Bereiche (7a; 7b) mit einer unterschiedlichen Federrate aufweist, wobei das federtellerseitige Gleit­ lager (25) an dem Bereich mit der größeren Federrate abgestützt wird.