DE102012212522A1

DE102012212522A1 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE102012212522A1
Application number: DE201210212522
Authority: DE
Inventors: Andreas Wöllner; Rainer Lutz; Ralf Stautner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-01-23

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 Axiallager (4) angeordnet ist, wobei die Kappe (2) eine Dichtung (19) aufweist und wobei die Dichtung (10) schleifend an dem Führungsring (3) anliegt, wobei der Führungsring (3) eine Oberfläche (14) mit einer glasfaserfreien Komponente (15, 17) aufweist, wobei die glasfaserfreie Komponente (15, 17) einen Kontaktbereich (16, 18) für die Dichtung (10) 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 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 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. Einteilig mit der Kappe ist ein Dichtelement ausgebildet, welches sich am Innen- und Außenumfang der Kappe erstreckt. Das Dichtelement ist in Form von Dichtlippen ausgebildet. Die Dichtlippen liegen schleifend an dem Führungsring an.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbeinlager zur Verfügung zustellen, welches eine erhöhte Lebensdauer aufweist und einfach 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 Dichtung schleifend an dem Führungsring anliegt, wobei der Führungsring eine Oberfläche mit einer glasfaserfreien Komponente aufweist und wobei die glasfaserfreie Komponente einen Kontaktbereich für die Dichtung ausbildet.
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 kann als Axiallager oder Radiallager, sowie als Gleitlager oder auch als Wälzlager ausgebildet sein.
Um Dichtheitsanforderungen bei Federbeinlagern zu realisieren, wird eine Dichtung, beispielsweise eine weiche Kunststoffkomponente, als schleifendes Element in das Federbeinlager integriert. Die Dichtung liegt dabei schleifend an einer Oberfläche des Führungsrings an. Als Oberfläche kann sowohl die Außen- als auch die Innenoberfläche des Führungsrings bezeichnet sein. In der Regel ist der Führungsring aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, um den auftretenden Belastungen standzuhalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Federbeinlager ist die Oberfläche des Führungsrings mit einer glasfaserfreien Komponente versehen, welche einen Kontaktbereich für die Dichtung ausbildet. Der aus einer glasfaserfreien Komponente bestehende Kontaktbereich, verhindert, dass die Dichtung mit dem glasfaserverstärkten Kunststoff des Führungsrings in Kontakt kommt. Kommt es zum Kontakt zwischen dem glasfaserverstärkten Kunststoff und der aus einer weichen Kunststoffkomponente hergestellten Dichtung kommen, hat dies einen Abrieb der Dichtung zur Folge. Mittels des aus einer glasfaserfreien Komponente bestehenden Kontaktbereichs wird ein derartiger Abrieb der Dichtung reduziert bzw. vermieden. Dadurch werden zum einen die Dichteigenschaften gewährleistet und zum anderen die Lebensdauer der Dichtung und des Federbeinlagers erhöht. Vorzugsweise kann der Kontaktbereich an der Oberfläche des Führungsrings umlaufend ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung ist die glasfaserfreie Komponente mit dem Führungsring stoffschlüssig verbindbar. Der Führungsring kann mit der glasfaserfreien Komponente umspritzt werden. Dies ermöglicht ein einfaches und kastengünstiges Herstellungsverfahren. Neben dem Umspritzen sind noch weitere stoffschlüssige Verbindungsarten denkbar.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die glasfaserfreie Komponente als separates Bauteil ausgebildet und mit dem Führungsring formschlüssig verbindbar. Das separat ausgebildete Bauteil kann beispielsweise an dem Führungsring „angeklipst” werden. Neben einer formschlüssigen Verbindung sind auch stoffschlüssige oder kraftschlüssige Verbindungen denkbar.
Vorzugsweise ist die glasfaserfreie Komponente aus einem Polyamid ausgebildet. Ferner kann ebenso ein Polyoxymethylen oder ein anderer glasfaserfreier Werkstoff Anwendung finden. Der verwendete Werkstoff wirkt derart mit der Dichtung zusammen, dass ein Abrieb der Dichtung vermieden wird. Des Weiteren weisen die genannten Werkstoffe eine hohe Festigkeit, Steifigkeit, Zähigkeit sowie eine gute Temperaturbeständigkeit oder Medienfestigkeit (Bspw. Beständigkeit gegen Chemikalien) auf. Derartige Eigenschaften führen zudem zu einer erhöhten Lebensdauer des Federbeinlagers.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtung als wenigstens eine an der Kappe umlaufende Dichtlippe ausgebildet. Vorteilhafterweise kann die Dichtung auch zwei Dichtlippen vorsehen. Die Dichtlippe kann jeweils nur am Innen- oder Außenumfang der Kappe vorgesehen und mit dieser vorzugsweise einteilig ausgebildet sein. Die Dichtlippen bzw. die Dichtlippe kann einen ringförmigen Hohlraum begrenzen, welcher beispielsweise zur Verbesserung der Dichtwirkung mit Fett befüllt sein kann.
Vorzugsweise ist die Kappe aus einem Zweikomponentenbauteil ausgebildet, wobei das Zweikomponentenbauteil eine Hartkomponente und eine Weichkomponente aufweist. Mittels des Zweikomponentenbauteils kann die Baugruppe vereinfacht und verbessert werden. Das Zweikomponentenbauteil wird beispielsweise mittels eines Zweikomponentenspritzgussverfahrens hergestellt, bei dem die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise ist die Hartkomponente ein Polyamid. Denkbar ist auch die Verwendung anderer Kunststoffe oder metallischer Werkstoffe.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtung mittels der Weichkomponente ausgebildet. 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 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager,
2 einen Ausschnitt einer Oberfläche des Führungsrings des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer ersten Ausführungsform, und
3 einen Ausschnitt einer Oberfläche des Führungsrings des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Federbeinlager 1. Das Federbeinlager 1 weist eine Kappe 2, sowie einen aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellten Führungsring 3 auf, der gegenüber der Kappe 2 um eine Drehachse D herum drehbar gelagert ist. Die Kappe 2 ist mit dem Führungsring 3 beispielsweise mittels einer Schnappverbindung verbunden. Die Kappe 2 ist an einem nicht abgebildeten Domlager eines Chassis eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Führungsring 3 nimmt ein axiales Ende einer nicht dargestellten Stoßdämpfer-Feder auf. Federkräfte der Stoßdämpfer-Feder werden über den Führungsring 3 in die Kappe 2 und von dort in das Domlager geleitet.
Der Führungsring 3 ist über ein Axiallager 4 an der Kappe 2 axial in Richtung der Drehachse D gelagert. Das Axiallager 4 dient der Übertragung von entlang der Drehachse D wirkenden Kräften von dem Führungsring 3 auf die Kappe 2. Das Axiallager 4 weist einen zwischen zwei Lagerringen 5a, 5b gelagerten Wälzkörper 6 auf.
Die Kappe 2 ist als ringförmiges Zweikomponentenbauteil 7 ausgebildet. Das Zweikomponentenbauteil 7 weist eine Hartkomponente 8 und eine Weichkomponente 9 auf. Das Zweikomponentenbauteil 7 ist bevorzugt in einem Zweikomponentenspritzgießverfahren hergestellt, in dem zuerst die Hartkomponente 8 vorgespritzt und die Weichkomponenten 9 unter Bildung eines Stoffschlusses nachgespritzt wird. Als Hartkomponente 8 kann bspw. ein Polyamid verwendet werden.
Die Weichkomponente 9 ist aus einer weichen Kunststoffkomponente ausgebildet. Die Weichkomponente 9 bildet die Dichtung 10 des Federbeinlagers 1 aus. Am Außenumfang der Kappe 2 ist die Dichtung 10 als hülsenförmiger Ansatz mit am Ende versehenen Dichtlippen 11, 12 ausgebildet. Die Dichtlippen 11, 12 stehen axial von dem Federbeinlager 1 hervor. Zwischen den Dichtlippen 11, 12 ist ein ringförmiger Hohlraum 13 ausgebildet. Die Dichtlippe 11 liegt schleifend an einer Oberfläche 14 des Führungsrings 3 an.
Die 2 und 3 zeigen jeweils einen Ausschnitt der Oberfläche 14 des Führungsrings 3 des erfindungsgemäßen Federbeinlagers 1 gemäß einer ersten und zweiten Ausführungsform. Grundsätzlich liegt die Dichtlippe 11 schleifen an dieser Oberfläche 14 an. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen benannt.
2 zeigt eine erste Ausführungsform der Oberfläche 14. Die Oberfläche 14 weist eine Komponente 15 auf, welche einen Kontaktbereich 16 für die Dichtlippe 11 ausbildet. Die Komponente 15 ist aus einem glasfaserfreien Werkstoff wie bspw. einem unverstärktem Polyamid, POM ausgebildet. Gemäß dieser ersten Ausführungsform ist der Führungsring 3 mit der glasfaserfreien Komponente 15 stoffschlüssig. Dazu wird der Führungsring 3 mit der glasfaserfreien Komponente 15 umspritzt.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Oberfläche 14. Die Oberfläche 14 weist eine Komponente 17 auf, welche einen Kontaktbereich 18 für die Dichtlippe 11 ausbildet. Die Komponente 17 ist als separates Bauteil 19 ausgebildet. Die Komponente 17 ist aus einem glasfaserfreien Werkstoff ausgebildet. Die glasfaserfreie Komponente 17 wird mittels Formschluss mit dem Führungsring 3 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Komponente 17 an dem Führungsring 3 angeklipst.
Bezugszeichenliste

D: Drehachse
1: Federbeinlager
2: Kappe
3: Führungsring
4: Axiallager
5a: Lagerring
5b: Lagerring
6: Wälzkörper
7: Zweikomponentenbauteil
8: Hartkomponente
9: Weichkomponente
10: Dichtung
11: Dichtlippe
12: Dichtlippe
13: Hohlraum
14: Oberfläche
15: glasfaserfreie Komponente
16: Kontaktbereich
17: glasfaserfreie Komponente
18: Kontaktbereich
19: separates Bauteil

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 (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 Axiallager (4) angeordnet ist, wobei die Kappe (2) eine Dichtung (19) aufweist und wobei die Dichtung (10) schleifend an dem Führungsring (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsring (3) eine Oberfläche (14) mit einer glasfaserfreien Komponente (15, 17) aufweist, wobei die glasfaserfreie Komponente (15, 17) einen Kontaktbereich (16, 18) für die Dichtung (10) ausbildet.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die glasfaserfreie Komponente (15, 17) mit dem Führungsring (3) stoffschlüssig verbindbar ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die glasfaserfreie Komponente (15, 17) als separates Bauteil (19) ausgebildet ist und mit dem Führungsring (3) formschlüssig verbindbar ist.
Federbeinlager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die glasfaserfreie Komponente aus einem unverstärktem Polyamid ausgebildet ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die Dichtung (10) als wenigstens eine an der Kappe (2) umlaufende Dichtlippe (11, 12) ausgebildet ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1, wobei die Kappe (2) als Zweikomponentenbauteil (7) ausgebildet ist, und eine Hartkomponente (8) und eine Weichkomponente (9) aufweist.
Federbeinlager nach Anspruch 6, wobei die Weichkomponente (9) die Dichtung (10) ausbildet.