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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Federbeinlager insbesondere auf eine Plattenfeder für ein Federbeinlager.
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Hintergrund
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Macpherson-Federbeineinheiten sind in der KFZ-Industrie allgemein bekannt. Solche Einheiten weisen typischerweise ein Federbein auf, das sich von dem Achsschenkel des Rads ausgehend nach oben erstreckt und in einem oben montierten, mit dem Fahrgestell des Fahrzeugs verbundenen Teil endet. Das Federbein weist einen hydraulischen Zylinder oder Stoßdämpfer und eine Feder zum Aufnehmen der Bewegung und des elastischen Aufpralls des Fahrzeugs auf. Die Verbindung zwischen dem oben montierten Teil und dem Federbein weist ein Federbeinlager auf. Typischerweise weist ein Federbeinlager zwei relativ zueinander drehbare Elemente auf, zum Beispiel ein oberes und ein unteres Gehäuse aus Kunststoff oder Metall, welche mit einem dazwischen angeordneten Lager versehen sind, um die Rotation zu vereinfachen und gleichzeitig eine Lastübertragung zwischen den Elementen zu ermöglichen. Das Lager kann Wälzkörper oder eine Gleitlageranordnung aus Kunstharz – beide allgemein in der Fachwelt bekannt – aufweisen. Das untere Gehäuse weist typischerweise einen einstückig geformten Federsitz auf, um ein oberes Ende der Schraubenfeder des Federbeins abzustützen.
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Um einen ordnungsgemäßen Betrieb des Federbeinlagers zu sichern, insbesondere der Wälzkörper oder des Gleitlagers, ist es notwendig, die Lagerbestandteile gegen Verunreinigungen wie Straßenstaub und Feuchtigkeit zu schützen. Es können mehrere Anordnungen, welche ein Eindringen von Staub und Verunreinigungen in das Lager verhindern, geben, u.a. eine zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuse angeordnete Labyrinth- oder Schleuderdichtung wie die in
U.S. Patent 6,948,728 gezeigte Dichtung. Es ist außerdem möglich, dass Verunreinigungen zwischen den Trennflächen des oben montierten Teils und des Federbeinlagers eindringen und in die zentralen Bereiche des Lagers gelangen und mit der Zeit Schaden anrichten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In der folgenden Beschreibung werden bestimmte Begriffe, die lediglich der Bequemlichkeit und der Beschreibung dienen, verwendet, wobei es nicht beabsichtigt ist, den Geltungsbereich der Ansprüche dadurch einzuschränken. Die Terminologie schließt die konkret genannten Begriffe, Ableitungen daraus und Begriffe mit ähnlicher Bedeutung ein.
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Gemäß der hierin dargelegten Merkmale wird eine Federbeineinheit vorgeschlagen, welche aufweist: ein oben montiertes Teil; einen Stoßdämpfer mit einer axialen Anstoßfläche; ein Federbeinlager mit einer mit dem Stoßdämpfer ausgerichteten Längsachse, welcher Stoßdämpfer aufweist: ein oberes Gehäuse mit einer oberen und einer unteren radialen Fläche sowie ein durchgehendes Loch zur Aufnahme des Stoßdämpfers und eine festsitzende integrierte Dichtung um einen gesamten Umfang des oberen Gehäuses; ein unteres Gehäuse mit einer oberen und einer unteren radialen Fläche sowie ein durchgehendes Loch zur Aufnahme des Stoßdämpfers; wobei das obere Gehäuse auf das untere Gehäuse derart aufgesetzt ist, dass die durchgehenden Löcher aufeinander gerichtet sind; und wobei die integrierte Dichtung einen Körper aufweist, der sich von der unteren radialen Fläche des oberen Gehäuses in Richtung der oberen radialen Fläche des unteren Gehäuses erstreckt, wobei ein axial nach oben vorstehender Abschnitt sich von dem Dichtungskörper bis oberhalb der oberen radialen Fläche des oberen Gehäuses in Richtung des oben montierten Teils erstreckt; eine mindestens teilweise koaxial mit dem Stoßdämpfer verlaufende und diesen umgebende Schraubenfeder, welche ein oberes Federende und ein unteres Federende besitzt, wobei das untere Ende auf der axialen Anstoßfläche des Stoßdämpfers und das obere Ende auf der unteren radialen Fläche des unteren Gehäuses abgestützt ist; und wobei des oben montierte Teil auf der oberen radialen Fläche des oberen Gehäuses montiert ist und den axial nach oben vorstehenden Abschnitt der Dichtung zusammengepresst.
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Gemäß mindestens einer beispielhaften Ausführung wird eine Federbeinlagereinheit offenbart, welche aufweist: ein oberes Gehäuse mit einer oberen und einer unteren radialen Fläche sowie ein durchgehendes Loch zur Aufnahme eines Stoßdämpfers und eine festsitzende integrierte Dichtung, welche um einen gesamten Umfang des oberen Gehäuses angeordnet ist; ein unteres Gehäuse mit einer oberen und einer unteren radialen Fläche sowie ein durchgehendes Loch zur Aufnahme eines Stoßdämpfers; wobei das obere Gehäuse auf das untere Gehäuse derart aufgesetzt ist, dass die durchgehenden Löcher aufeinander gerichtet sind, wobei die integrierte Dichtung einen Körper aufweist, der sich von der unteren radialen Fläche des oberen Gehäuses in Richtung der oberen radialen Fläche des unteren Gehäuses erstreckt, und wobei ein axial nach oben vorstehender Abschnitt sich von dem Dichtungskörper und oberhalb der oberen radialen Fläche des oberen Gehäuses erstreckt, um ein oben montiertes Teil zu kontaktieren.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die oben erwähnten und andere Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen Ausführungen sowie die Art und Weise, diese zu erreichen, wird durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung mindestens einer beispielhaften Ausführung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen offensichtlich und besser zu verstehen sein. Es folgt zunächst eine kurze Beschreibung der Zeichnungen, welche zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Koordinatensystems, in welcher die in der vorliegenden Anwendung verwendeten Raumbegriffe dargestellt sind.
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2 eine Querschnittsansicht einer Federbeineinheit gemäß einer beispielhaften Ausführung.
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3 eine perspektivische Ansicht des Federbeinlagers gemäß einer anderen beispielhaften Ausführung.
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4 eine Draufsicht des Abschnitts A des Federbeinlagers gemäß 3.
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5 eine Querschnittsansicht des Federbeinlagers entlang Linie A-A der 4.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
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Vorneweg muss es verstanden werden, dass gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Ansichten sich auf identische bzw. funktionsähnliche Bauteile der Offenbarung beziehen. Es ist ferne zu verstehen, dass die beanspruchte Offenbarung sich nicht auf die offenbarten Merkmale begrenzt.
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Es ist weiterhin zu verstehen, dass diese Offenbarung sich nicht auf bestimmte beschriebene Methoden, Werkstoffe und Modifikationen begrenzt ist, und kann, als solche, selbstverständlich variieren. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass die hierin verwendeten Begriffe lediglich dazu dienen, bestimmte Aspekte der Erfindung zu erläutern und sollen nicht den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung beschränken.
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Wenn nicht anders erklärt, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung wie sie allgemein vom Fachmann auf dem hier relevanten Gebiet verstanden werden. Es ist auch zu verstehen, dass jegliche Methoden, Vorrichtungen oder Werkstoffe, die ähnlich oder gleichwertig mit jenen sind, die hierin beschrieben werden, auch in der Umsetzung oder Prüfung der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Koordinatensystems 10, in welchem die in der vorliegenden Anwendung verwendeten Raumbegriffe dargestellt sind. Die vorliegende Anwendung ist zumindest teilweise im Kontext eines zylindrischen Koordinatensystems beschrieben. Das System 10 weist eine Längsachse 11 auf, welche als Bezug für die nun folgenden Richtungsund Raumbegriffe verwendet wird. Die axiale Richtung AD ist parallel zur Achse 11. Die radiale Richtung RD verläuft orthogonal zur Achse 11. Die Umfangsrichtung CD wird definiert durch einen Endpunkt des Radius R (orthogonal zur Achse 11), wenn dieser um die Achse 11 rotiert.
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Um die Raumbegriffe zu erklären, werden die Gegenstände 12, 13 und 14 verwendet. Eine axiale Fläche wie die Fläche 15 des Gegenstands 12 wird durch eine Ebene gebildet, die koplanar mit der Achse 11 ist. Die Achse 11 verläuft durch die planare Fläche 15, wobei jedoch jede planare Fläche, die koplanar mit der Achse 11 verläuft, eine axiale Fläche ist. Eine radiale Fläche wie die Fläche 16 des Gegenstands 13 wird durch eine Ebene gebildet, die orthogonal zur Achse 11 und koplanar mit einem Radius zum Beispiel Radius 17 verläuft. Radius 17 verläuft durch die planare Fläche 16, wobei jedoch jede planare Fläche, die koplanar mit dem Radius zum Beispiel Radius 17 verläuft, eine radiale Fläche ist. Eine Fläche 18 des Gegenstands 14 bildet eine Umfangs- oder zylindrische Fläche. Zum Beispiel verläuft der Umfang 19 durch die Fläche 18. Zum Beispiel der Umfang 19 verläuft durch die Fläche 18. Als weiteres Beispiel: eine axiale Bewegung ist parallel zur Achse 11, eine radiale Bewegung ist orthogonal zur Achse 11 und eine Umfangsbewegung ist parallel zum Umfang 19. Eine Rotationsbewegung bezieht sich auf die Achse 11. Die Umstandswörter „axial“, „radial“ und „Umfangs-„ verstehen sich mit Bezug auf Orientierungen, die sich parallel zur Achse 11, zum Radius 17 bzw. zum Umfang 19 erstrecken. Zum Beispiel: eine axial angeordnete Fläche oder ein axial angeordneter Rand erstreckt sich in Richtung AD, eine radial angeordnete Fläche oder ein radial angeordneter Rand erstreckt sich in Richtung RD, und eine in Umfangsrichtung angeordnete Fläche oder ein in Umfangsrichtung angeordneter Rand erstreckt sich in Richtung CD.
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2 zeigt eine Querschnittsansicht einer Federbeineinheit 100 gemäß einer Ausführung. Die Federbeineinheit 100 weist eine Achse 50, einen Stoßdämpfer 101 mit einer unteren axialen Federanstoßfläche (nicht gezeigt) zum Abstützen einer Schraubenfeder 110 an einer axial unteren, radialen, mit der Achse 50 ausgerichteten Fläche (nicht gezeigt) auf, und ist im Wesentlichen aus einem Staubdeckel 120, einer Schraubenfeder 110, einem Federbeinlager 1 und einem oben montierten Teil 102 zusammengebaut. Ein oberer Federanstoßsitz 125 hat eine axial untere radiale Fläche 112, welche gegen eine obere radiale Fläche 111 der Schraubenfeder110 anstößt, und das Federbeinlager 1 ist auf einer axial oberen radialen Fläche 113 montiert bzw. zusammengebaut. Das Federbeinlager 1 kann auch einstückig mit dem Sitz 125 gebildet werden oder selbst einen Sitz für die Schraubenfeder 110 bilden. Das Federbeinlager 1 weist ein oberes Gehäuse 2 mit einer oberen radialen Fläche 20 und einer unteren radialen Fläche 21, einem durchgehenden, mit der Achse 50 ausgerichteten Loch zur Aufnahme des Stoßdämpfers 101 auf, weiterhin weist das Federbeinlager 1 ein unteres Gehäuse 3 mit einer oberen radialen Fläche 23 und einer unteren radialen Fläche 24 und einem durchgehenden, mit der Achse 50 ausgerichteten Loch auf. Das Federbeinlager 1 kann auch ein Lager 30 mit Lagerringen 34 und Wälzkörpern 35 aufweisen. Das Lager 30 kann jede, im Fachgebiet bekannte, für eine bestimmte Anwendung geeignete Form besitzen.
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Das obere Gehäuse 2 weist weiterhin eine integrierte Dichtung 10 auf, welche sich in axiale Richtung oberhalb der Fläche 20 und um den gesamten Umfang der Fläche 20 erstreckt. In dieser Ausführung ist die Dichtung 10 in einer Lage nahe der axialen Endfläche 12 des oberen Gehäuses 2 aber nicht in Kontakt mit dieser gezeigt. Dem Fachmann auf dem Gebiet wird es aber klar sein, dass die integrierte Dichtung 10 an einer beliebigen Stelle entlang eines geeigneten Abschnitts der radialen Fläche 20 angeordnet werden kann. Die integrierte Dichtung 10 ist in 2 zur besseren Verdeutlichung auch in einem nicht zusammengepressten Zustand gezeigt, wenn aber, das oben montierte Teil 102 auf dem Federbeinlager 1 zusammengebaut ist, wird die integrierte Dichtung mindestens zum Teil zusammengepresst. Wie in der Figur zu sehen, sitzt die Dichtung 10 in der vorliegenden Ausführung in einer durchgehenden Nut 60 des oberen Gehäuses 2. Die Nut 60 kann jedoch auch unterbrochen entlang der radialen Umfangsfläche 20 verlaufen. Durch Verwendung zum Beispiel eines Übergießungsverfahrens oder eines zweifachen Spritzgießverfahrens ist die Dichtung 10 festsitzend im oberen Gehäuse 2 integriert.
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Das obere Gehäuse 2 wird auf das untere Gehäuse 3 derart aufgesetzt, dass die durchgehenden Löcher mit der Achse 50 ausgerichtet sind. Die axial untere, radiale Montagefläche 105 des Abschnitts 141 des oben montierten Teils 102 wird dann auf die Fläche 20 des oberen Gehäuses 2 des Federbeinlagers 1 montiert, und die axial untere, radiale Fläche 131 des Abschnitts 140, welche fest mit dem Abschnitt 141 des oben montierten Teils 102 verbunden ist, wird auf die axial obere, radiale Montagefläche 130 des Stoßdämpfers 101 montiert. Das Befestigungselement 115 wird dann verwendet, um das oben montierte Teil 102 fest mit der Einheit durch Befestigung an der Fläche 132 des Abschnitts 140 des oben montierten Teils 102 zu fixieren. Bei der Fixierung der Einheit durch das Befestigungselement 115 wird die integrierte Dichtung 10 durch den Abschnitt 141 und die Fläche 105 des oben montierten Teils 102 zusammengepresst. Dadurch kann ein Eindringen von Verunreinigungen durch das oben montierte Teil hindurch an die Trennflächen des Federbeinlagers und deren Gelangen in die zentralen Bereiche der Federbeineinheit 100 verhindert werden.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Federbeinlagers 1‘ gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführung, welche aufweist: eine Achse 50‘, ein oberes Gehäuse 2’ mit einer oberen radialen Fläche 20‘, ein unteres Gehäuse 3‘ und eine integrierte Dichtung 10‘. 4 zeigt eine Draufsicht des Abschnitts A aus 3, worin die obere radiale Fläche 20‘ des oberen Gehäuses 2’ und die integrierte Dichtung 10‘ zu sehen sind. 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Federbeinlagers 1‘ entlang Linie A-A der 4. Die nun folgende Beschreibung bezieht sich auf die 3 bis 5. Es wird einem Fachmann klar sein, dass es möglich wäre, das Federbeinlager 1‘ aus den 3 bis 5 an Stelle des Federbeinlager 1 der 2 zu verwenden, ohne die umgebenden Teile wesentlich zu verändern. Aus diesem Grund wird die Umgebungskonstruktion der Federbeineinheit 100 im Folgenden nicht ausführlich beschrieben.
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Das Federbeinlager 1‘ kann ein Lager 30 mit Lagerringen 34 und Wälzkörpern 35 aufweisen. Das Lager 30 kann eine beliebige für eine bestimmte Anwendung geeignete Form haben.
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Das obere Gehäuse 2’ weist weiterhin eine integrierte Dichtung 10‘ mit einem Körperabschnitt 14 auf, der durch das obere Gehäuse 2’ und von der unteren radialen Fläche 21‘ des oberen Gehäuses 2’ in Richtung der oberen radialen Fläche 23‘ des unteren Gehäuses 3‘ erstreckt, und die Dichtung weist auch einen axial nach oben vorstehenden Abschnitt 15 auf, der sich vom Körper 14 der integrierten Dichtung, mit der er einstückig geformt ist, oberhalb der oberen radialen Fläche 20‘ des oberen Gehäuse 2’ in Richtung einer zugeordneten oberen Fläche (zum Beispiel Fläche 105 in 2) erstreckt. Der axial nach oben vorstehende Abschnitt 15 erstreckt sich axial oberhalb der Fläche 20‘ und um den gesamten Umfang der Fläche 20‘. In der vorliegenden Ausführung ist die Dichtung 10‘ in einer Lage nahe der axialen Endfläche 12‘ des oberen Gehäuses 2‘ aber nicht in Kontakt mit dieser gezeigt. Der Abschnitt 15 der integrierten Dichtung 10‘ ist in 5 zur besseren Verdeutlichung auch in einem nicht zusammengepressten Zustand gezeigt, wenn aber, das oben montierte Teil 102 (siehe 2) auf dem Federbeinlager 1‘ zusammengebaut ist, ist der Abschnitt 15 der integrierten Dichtung 1‘ mindestens zum Teil zusammengepresst. In dieser Ausführung ist der axial nach oben vorstehende Abschnitt 15 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt gezeigt, es können jedoch auch andere geeignete Querschnitte zum Beispiel ein rechteckiger Querschnitt verwendet werden. Das obere Gehäuse 2’ kann zusammen mit der Dichtung 1‘ geformt werden, zum Beispiel durch ein Übergießungsverfahren, worin das obere Gehäuse 2’ um die Dichtung 1‘ geformt wird, oder durch ein zweifaches Spritzgießverfahren, worin ein zweistufiges Gießverfahren verwendet wird, um die Dichtung 1‘ und das obere Gehäuse 2’ zusammen zu formen.
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Ähnlich wie bei der Ausführung der 2 wird das obere Gehäuse 2‘ auf das untere Gehäuse 3 derart aufgesetzt, dass die durchgehenden Löcher mit der Achse 50‘ ausgerichtet sind. Eine zugeordnete Fläche eines oben montierten Teils, die derart angeordnet ist, dass sie die Fläche 20‘ des oberen Gehäuses 2‘ kontaktiert, ist fest auf der Fläche 20‘ montiert und mindestens teilweise den axial nach oben vorstehenden Abschnitt 15 der integrierten Dichtung 10‘ zusammenpresst, so dass das Federbeinlager an den Trennflächen zum oben montierten Teil abgedichtet ist. Dadurch kann ein Eindringen von Verunreinigungen durch die Trennflächen zum oben montierten Teil des Federbeinlagers und deren Gelangen in die zentralen Bereiche der Federbeineinheit verhindert werden.
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In der vorangegangenen Beschreibung sind beispielhafte Ausführungen beschrieben. Die Spezifikationen und Zeichnungen sind demgemäß als erläuternd und nicht im Sinne einer Einschränkung zu verstehen. Es wird jedoch auch offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen an den Ausführungen vorgenommen werden können, ohne sich vom erweiterten Geist und vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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Es ist zudem auch zu verstehen, dass die beigefügten Figuren, welche die Funktionalität und die Vorteile der bespielhaften Ausführungen hervorheben, lediglich zum Zwecke von Beispielen dargelegt sind. Die Architektur oder Konstruktion von den hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungen ist derart ausreichend flexibel und veränderbar, dass sie auf andere Art und Weise verwendet (und betrieben) werden kann, als in den beigefügten Figuren dargestellt.
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Obwohl hierin lediglich beispielhafte Ausführungen beschrieben worden sind, werden für den Fachmann auf dem Gebiet zusätzliche Modifikationen und Veränderungen offensichtlich sein. Es muss deshalb verstanden werden, dass die Erfindung auch anders umgesetzt werden kann als hierin spezifisch beschrieben. Folglich sollen die vorliegenden beispielhaften Ausführungen in jeder Hinsicht als erklärend und nicht als einschränkend betrachtet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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