DE102014224700B3

DE102014224700B3 - Federbeinlager

Info

Publication number: DE102014224700B3
Application number: DE102014224700.4A
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: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-03-31
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: US9969232B2; US20160193888A1

Abstract

Federbeinlager (1), mit einem zwischen einem Führungsring (2) und einer Kappe (3) angeordneten Lager, wobei der Führungsring (2) und die Kappe (3) über eine Schnappverbindung (5) miteinander verbunden sind, die wenigstens einen Torsionsschnapphaken (6, 21) aufweist, der mittels einer tordierbaren Halterung (7) entweder an dem Führungsring (2) oder an der Kappe (3) angeordnet ist und im montierten Zustand in einen Hinterschnitt (8) des jeweils anderen Bauteils eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager, mit einem zwischen einem Führungsring und einer Kappe angeordneten Lager, wobei der Führungsring und die Kappe über eine Schnappverbindung miteinander verbunden sind.
Ein Federbeinlager, das beispielsweise aus der DE 10 2010 015 712 A1 bekannt ist, dient üblicherweise zur Aufnahme eines Federbeins, mit dem sich insbesondere ein gelenktes Rad, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, gegenüber einer Karosserie abstützt. Das Federbein umfasst einen teleskopartigen Stoßdämpfer mit einer in einem Zylinder verschiebbar geführten Kolbenstange und eine den Stoßdämpfer umgebende Schraubenfeder, die als Fahrzeugtragfeder dient. Die Schraubenfeder ist dabei zwischen dem Federteller des Federbeinlagers und einem weiteren Federteller, der mit dem Zylinder des Stoßdämpfers verbunden ist, eingespannt. Das Federbein, d. h. der Stoßdämpfer und die Schraubenfeder, sind somit gemeinsam über das Federbeinlager drehbeweglich gegenüber der Karosserie abgestützt. Das Federbeinlager ermöglicht eine gewisse Bewegung des Federbeins einschließlich des die Schraubenfeder abstützenden Federtellers gegenüber der Karosserie.
Bei dem aus der DE 10 2010 015 712 A1 bekannten Federbeinlager sind der Führungsring und die Kappe mittels einer Schnappverbindung verbunden. Beispielsweise weist der Führungsring einen oder mehrere Schnapphaken auf, die bei der Montage radial nach innen bewegbar sind, bis sie in einen Hinterschnitt der Kappe eingreifen. Beim Entwurf eines derartigen Federbeinlagers wird die Schnappverbindung so ausgelegt, dass sie eine bestimmte Demontagekraft aufweist. Als Demontagekraft wird die für eine Separierung der beiden Gehäuseteile Führungsring und Kappe benötigte Kraft verstanden. Herkömmliche Schnappverbindungen stoßen allerdings an ihre Grenzen, wenn eine höhere Demontagekraft erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Federbeinlager anzugeben, das eine erhöhte Demontagekraft aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Federbeinlager der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schnappverbindung wenigstens einen Torsionsschnapphaken aufweist, der mittels einer tordierbaren Halterung entweder an den Führungsring oder an der Kappe angeordnet ist und im montierten Zustand in einen Hinterschnitt des jeweils anderen Bauteils eingreift.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine höhere Demontagekraft erzielt werden kann, indem ein herkömmlicher Schnapphaken, der bei der Demontage auf Biegung beansprucht wird, durch einen Torsionsschnapphaken ersetzt wird, bei dem während der Demontage eine Torsionsbelastung auftritt. Der Torsionsschnapphaken weist eine tordierbare Halterung auf, an der der eigentliche Schnapphaken befestigt ist. Bei der Demontage wird somit primär die tordierbare Halterung belastet, die höhere Demontagekräfte als eine herkömmliche Schnappverbindung aufnehmen kann.
Die Halterung der Schnappverbindung des erfindungsgemäßen Federbeinlagers ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie bei axialer Montage oder Demontage des Führungsrings und der Kappe tordierbar ist. Dementsprechend wird die Halterung bei der Demontage verdreht, wohingegen bei herkömmlichen Schnappverbindungen zumeist eine Biegebelastung des Schnapphakens vorliegt.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die tordierbare Halterung einen sich in Umfangsrichtung des Federbeinlagers erstreckenden Steg aufweist, an dem der Torsionsschnapphaken angebracht ist. Der Steg kann sich beispielsweise beidseitig von dem Torsionsschnapphaken erstrecken, wobei die beiden Stegabschnitte zumindest näherungsweise eine gemeinsame Achse bei einer auftretenden Torsionsbelastung bilden.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Steg der tordierbaren Halterung von dem Bauteil, an dem die tordierbare Halterung angebracht ist, beabstandet ist. Die tordierbare Halterung kann entweder an dem Führungsring oder an der Kappe angeordnet sein. Das jeweils andere Bauteil weist dann den Hinterschnitt auf, in den der Torsionsschnapphaken im montierten Zustand eingreift. Wenn der Steg der tordierbaren Halterung beispielsweise von dem Führungsring beabstandet ist, kann der Steg während der Demontage tordiert werden. Dabei wird die Demontagekraft über den Torsionsschnapphaken in den Steg eingeleitet. Die Demontagekraft erzeugt dabei ein Torsionsmoment, das durch Verformung des Stegs aufgenommen wird. Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei der sich der Torsionsschnapphaken an der Kappe befindet und wobei der Führungsring einen Hinterschnitt aufweist. Allerdings ist auch eine umgekehrte Ausführung möglich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der Steg zumindest abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Bei einer Torsionsbelastung wird somit der zylinderförmige Steg elastisch verformt. Alternativ kann der Steg auch einen quadratischen oder polygonalen Querschnitt aufweisen.
Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass das Bauteil, an dem der Torsionsschnapphaken angeordnet ist, einen zu dem Torsionsschnapphaken weisenden Vorsprung aufweist, an dem der Torsionsschnapphaken bei einer Demontage des Federbeinlagers anschlägt. Dieser Vorsprung dient dabei als Sperre oder Sperrbereich, der bei einer Demontage eine Verdrehung des Torsionsschnapphakens begrenzt. Beim Vorhandensein einer Demontagekraft, d. h. einer axial wirkenden Zugkraft, wird zunächst der Torsionsschnapphaken, der beabstandet von dem zugehörigen Bauteil an der tordierbaren Halterung angebracht ist, elastisch gebogen, wobei der Torsionsschnapphaken zumindest näherungsweise eine Drehbewegung durchführt. Wenn der Torsionsschnapphaken an dem ortsfesten Vorsprung anstößt, erhöht sich die zum Lösen erforderliche Demontagekraft erheblich, da dann eine (weitere) elastische Verformung des Torsionsschnapphakens erforderlich ist. Somit kann über die Wahl der radialen Länge des Vorsprungs die Demontagekraft festgelegt und/oder beeinflusst werden.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass der Torsionsschnapphaken radial innen und/oder radial außen einen aus einem weicheren Kunststoffmaterial als übrige Bereiche des Torsionsschnapphakens hergestellten Abschnitt aufweist. Das erfindungsgemäße Federbeinlager kann natürlich auch sowohl radial innen als auch radial außen einen aus einem weicheren Kunststoffmaterial hergestellten Abschnitt aufweisen. Das weichere Kunststoffmaterial und das für übrige Bereiche des Torsionsschnapphakens und gegebenenfalls des Federbeinlagers verwendete Kunststoffmaterial können durch ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt sein. Das weichere Kunststoffmaterial wirkt wie ein Dämpfer und reduziert ansonsten gegebenenfalls auftretende Geräusche. Das erfindungsgemäße Federbeinlager kann mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Torsionsschnapphaken aufweisen. Beispielsweise können 2, 3, 4 oder 6 über den Umfang verteilte Torsionsschnapphaken vorgesehen sein. Vorzugsweise sind die mehreren Torsionsschnapphaken äquidistant über den Umfang verteilt.
Bei dem erfindungsgemäßen Federbeinlager kann das Lager als Gleitlager oder Wälzlager ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 eine geschnittene Ansicht eines Details eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers;
2 eine perspektivische Ansicht eines Torsionsschnapphakens des in 1 gezeigten Federbeinlagers;
3 eine ähnliche Ansicht wie 1, die die Verformung des Torsionsschnapphakens bei der Montage zeigt;
4 eine ähnliche Ansicht wie 3, die die Verformung des Torsionsschnapphakens bei der Demontage zeigt; und
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers, das im Bereich des Torsionsschnapphakens Bereiche mit einem weicheren Kunststoffmaterial aufweist.
1 ist eine geschnittene Ansicht eines Details eines Federbeinlagers 1, das einen Führungsring 2 und eine Kappe 3 aufweist, zwischen denen ein Wälzlager 4 angeordnet ist. Der Führungsring 2 und die Kappe 3 sind über eine Schnappverbindung 5 miteinander verbunden die einen Torsionsschnapphaken 6 aufweist, der mittels einer Halterung 7, die in der Ansicht von 1 verdeckt ist, an der Kappe 3 angeordnet ist. Der Führungsring 2 weist einen Hinterschnitt 8 auf, in den der Torsionsschnapphaken 6 eingreift. Der Führungsring 2 weist einen sich an den Hinterschnitt 8 anschließenden radial nach außen ragenden Vorsprung 9 auf, der eine Demontage der Kappe 3 von dem Führungsring 2 durch eine axiale Kraft verhindert.
2 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt den an der Innenseite der Kappe 3 angeordneten Torsionsschnapphaken 6. In 2 erkennt man, dass der Torsionsschnapphaken 6 eine radial nach innen gerichtete Schnappnase 10 aufweist, die bei einer Demontage an den Vorsprung 9 anstößt. Der Torsionsschnapphaken 6 ist mittels einer tordierbaren Halterung 11 an der Kappe 3 angebracht, die einen sich in Umfangsrichtung des Federbeinlagers 1 erstreckenden Steg 12 aufweist, an dem der Torsionsschnapphaken 6 angebracht ist. In 2 erkennt man, dass der Steg 12 sich zwischen zwei radialen Stegabschnitten 13, 14 von der Innenseite der Kappe 3 beabstandet erstreckt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Steg 12 einen kreisförmigen Querschnitt auf.
Unterhalb der tordierbaren Halterung 11 ist an der Innenseite der Kappe 3 ein Vorsprung 15 ausgebildet, der sich radial nach innen erstreckt. 3 ist eine ähnliche Ansicht wie 1 und zeigt den Torsionsschnapphaken während der Montage. Zur Montage wird die Kappe 3 axial entlang des Pfeils 16 bewegt. Der Torsionsschnapphaken 6 stößt dabei mit seiner Schnappnase 10 gegen den Vorsprung 9 des Führungsrings 2. Dabei wird der Torsionsschnapphaken 6, genauer gesagt die tordierbare Halterung 11, insbesondere deren Steg 12, in der durch einen Pfeil 17 angegebenen Drehrichtung tordiert. In 3 erkennt man, dass das freie Ende 18 des Torsionsschnapphakens 6 dabei von dem kappenseitigen Vorsprung 15 weg bewegt wird. Somit ist ein ausreichender Freiraum für das Ende 18 des Torsionsschnapphakens 6 bei der Montage vorhanden.
4 zeigt den Torsionsschnapphaken 6 während der Demontage. Bei der Demontage wird die Kappe 3 in Richtung des Pfeils 19 bewegt, die Bewegung ist somit umgekehrt zu der Bewegung bei der in 3 gezeigten Montage.
Bei der Demontage stößt die Schnappnase 10 des Torsionsschnapphakens 6 gegen den Vorsprung 9 des Führungsrings 2. Da der Torsionsschnapphaken 6 einseitig gehalten ist, führt er eine Drehung in der durch den Pfeil 20 angegebenen Richtung um den Steg 12 der tordierbaren Halterung 11 als Drehachse aus. Bei dieser elastischen Verformung des Stegs 12 bewegt sich das freie Ende 18 des Torsionsschnapphakens 6 auf den kappenseitigen Vorsprung 15 zu, der als Sperre bzw. Sperrbereich wirkt. Sobald das freie Ende 18 des Torsionsschnapphakens 6 an dem Vorsprung 15 anschlägt, wird eine weitere Verdrehung des Torsionsschnapphakens 6 verhindert. Eine Demontage ist dann lediglich durch eine starke Erhöhung der wirkenden Demontagekraft möglich, die zu einer Verformung des Torsionsschnapphakens an einer anderen Stelle, beispielsweise im Bereich der tordierbaren Halterung 11, führt.
5 ist eine ähnliche Darstellung wie 2 und zeigt ein Detail eines Torsionsschnapphakens 21 in einer perspektivischen Ansicht. 5 ist eine geschnittene Ansicht, die Schnittebene verläuft dabei durch den Torsionsschnapphaken 21. In Übereinstimmung mit dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Torsionsschnapphaken 21 die tordierbare Halterung 11 und den Steg 12 auf. Anstelle eines Freiraums zwischen dem Steg 12 und der Kappe 3 ist dieser Bereich jedoch mit einem Kunststoffmaterial 22 gefüllt, das weicher als die übrigen Bereiche des Torsionsschnapphaken 21 ist. Somit werden zwei unterschiedliche Kunststoffe verwendet, im Zweikomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt sind. Zusätzlich ist auch eine Schnappnase 23, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, aus dem weicheren Kunststoffmaterial hergestellt. Das weichere Kunststoffmaterial weist einen niedrigeren Elastizitätsmodul als die übrigen Bereiche des Torsionsschnapphakens 21 auf. Die mit der Weichkomponente gefüllten Bereiche bewirken eine Erhöhung der Demontagekraft und verringern Geräusche, insbesondere Anstreifgeräusche.
Bezugszeichenliste

1: Federbeinlager
2: Führungsring
3: Kappe
4: Wälzlager
5: Schnappverbindung
6: Torsionsschnapphaken
7: Halterung
8: Hinterschnitt
9: Vorsprung
10: Schnappnase
11: Halterung
12: Steg
13: Stegabschnitt
14: Stegabschnitt
15: Vorsprung
16: Pfeil
17: Pfeil
18: Ende
19: Pfeil
20: Pfeil
21: Torsionsschnapphaken
22: Kunststoffmaterial
23: Schnappnase

Claims

Federbeinlager (1), mit einem zwischen einem Führungsring (2) und einer Kappe (3) angeordneten Lager, wobei der Führungsring (2) und die Kappe (3) über eine Schnappverbindung (5) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnappverbindung (5) wenigstens einen Torsionsschnapphaken (6, 21) aufweist, der mittels einer tordierbaren Halterung (7) entweder an dem Führungsring (2) oder an der Kappe (3) angeordnet ist und im montierten Zustand in einen Hinterschnitt (8) des jeweils anderen Bauteils eingreift.
Federbeinlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (7) so ausgebildet ist, dass sie bei axialer Montage oder Demontage des Führungsrings (2) und der Kappe (3) tordierbar ist.
Federbeinlager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tordierbare Halterung (7) einen sich in Umfangsrichtung des Federbeinlagers (1) erstreckenden Steg (12) aufweist, an dem der Torsionsschnapphaken (6, 21) angebracht ist.
Federbeinlager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (12) der tordierbaren Halterung (7) von dem Bauteil, an dem die tordierbare Halterung (7) angeordnet ist, beabstandet ist.
Federbeinlager nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (12) zumindest abschnittsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Federbeinlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil, an dem der Torsionsschnapphaken (6, 21) angeordnet ist, einen zu dem Torsionsschnapphaken (6, 21) weisenden Vorsprung (15) aufweist, an dem der Torsionsschnapphaken (6, 21) bei einer Demontage des Federbeinlagers (1) anschlägt.
Federbeinlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschnapphaken (6, 21) radial innen und/oder radial außen einen aus einem weicheren Kunststoffmaterial als übrige Bereiche des Torsionsschnapphakens (6, 21) hergestellten Abschnitt aufweist.
Federbeinlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Torsionsschnapphaken (6, 21) aufweist.
Federbeinlager nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager als Gleitlager oder Wälzlager (4) ausgebildet ist.