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Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug. Federbeinlager können Radial- und Axialkräfte aufnehmen. Sie ermöglichen, dass sich eine Tragfeder des Stoßdämpfers beim Lenken und Einfedern reibungsarm und verspannungsfrei verdreht und so ohne Rückstellmoment arbeitet.
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Aus der
DE 10 2011 085 557 A1 geht ein Federbeinlager, mit einer Kappe, und mit einem gegenüber der Kappe um eine Drehachse drehbar gelagerten Führungsring hervor. Zwischen der Kappe und dem Führungsring ist ein Axiallager angeordnet. Ferner ist zwischen der Kappe und dem Führungsring ein Radiallager angeordnet. Des Weiteren ist eine Schnappverbindung zwischen dem Führungsring und der Kappe vorgesehen, wobei die Schnappverbindung zwischen dem Radiallager und dem Axiallager angeordnet ist. Das Radiallager ist als Radialgleitlager ausgebildet und weist einen Gleitlagerring auf. Das Axiallager ist als Axialgleitlager ausgebildet und weist eine Gleitlagerscheibe auf.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Federbeinlager weiterzuentwickeln.
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Das erfindungsgemäße Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Führungsring zur Aufnahme einer stirnseitig an einer Unterseite des Führungsrings zur Anlage kommenden Tragfeder, sowie ein den Führungsring an einer Oberseite abdeckenden Kappenring zur Befestigung des Federbeinlagers an einer Karosserie des Kraftfahrzeuges, wobei räumlich zwischen dem Führungsring und dem Kappenring mindestens ein Gleitlagerelement zur drehbaren Lagerung des Führungsrings gegenüber des Kappenrings angeordnet ist, wobei das mindestens eine Gleitlagerelement an einer zum Führungsring oder zum Kappenring gerichteten Fläche eine Rampenstruktur aufweist, wobei die Rampenstruktur zur Aufnahme eines Schmiermittels vorgesehen ist.
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Mit anderen Worten sind der Führungsring und der Kappenring über das mindestens eine Gleitlagerelement drehbar aneinander gelagert. Bevorzugt sind zwei Gleitlagerelemente zur Lagerung von Führungsring und Kappenring vorgesehen. Das mindestens eine Gleitlagerelement weist an der zum Führungsring oder zum Kappenring gerichteten Fläche, also an einer Gleitfläche, die am Führungsring oder am Kappenring zur Anlage kommt, die Rampenstruktur auf. In der Rampenstruktur ist Schmiermittel, insbesondere Schmierfett angeordnet, um eine reibungsminimierte drehbare Lagerung zwischen Führungsring und Kappenring zu realisieren. Mithin dient die Rampenstruktur als Schmiermittelreservoir. Durch die Rampenform der Rampenstruktur wird bei einer Rotation des Gleitlagerelements das Schmiermittel verdichtet und gleichmäßig auf die Gleitfläche am Führungsring oder Kappenring verteilt.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Gleitlagerelement als Axiallager ausgebildet und axial zwischen dem Führungsring und dem Kappenring angeordnet. Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Gleitlagerelement als Radiallager ausgebildet und radial zwischen dem Führungsring und dem Kappenring angeordnet. Mithin kann ein als Axiallager ausgebildetes Gleitlagerelement axial zwischen dem Führungsring und dem Kappenring angeordnet sein. Alternativ kann ein als Radiallager ausgebildetes Gleitlagerelement radial zwischen dem Führungsring und dem Kappenring angeordnet sein. Ebenfalls denkbar ist, dass zwei Gleitlagerelemente zur drehbaren Lagerung von Führungsring und Kappenring vorgesehen sind, wobei das eine Gleitlager als Axiallager ausgebildet ist und das andere Gleitlager als Radiallager ausgebildet ist.
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Vorzugsweise weist die Rampenstruktur in Umfangsrichtung axial oder radial abwechselnd zunehmende und abnehmende Rampen auf. Mithin ist die Rampenstruktur derart ausgebildet, dass in Umfangsrichtung abwechselnd zunehmende und abnehmende Rampen an dem Gleitlagerelement angeordnet sind. Sofern das Gleitlagerelement als Axiallager ausgebildet ist, sind die Rampen axial zunehmend und abnehmend ausgebildet. Demgegenüber sind die Rampen bei einem als Radiallager ausgebildeten Gleitlagerelement radial zunehmend und abnehmend ausgebildet.
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Bevorzugt ist tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe eine Nut ausgebildet. Insbesondere ist die Nut an einem Scheitelpunkt zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe ausgebildet.
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Alternativ oder ergänzend ist ferner bevorzugt tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe eine axiale oder radiale Auflagefläche ausgebildet. Die Auflagefläche ist dazu vorgesehen, axial oder radial am Führungsring oder Kappenring zur Anlage zu kommen. Sofern das Gleitlagerelement als Axiallager ausgebildet ist, ist die Auflagefläche zum axialen Kontakt vorgesehen. Demgegenüber ist die Auflagefläche bei einem als Radiallager ausgebildeten Gleitlagerelement zum radialen Kontakt vorgesehen. Insbesondere ist die axiale oder radiale Auflagefläche nach jeweils einem Rampenpaar, bestehend aus einer axial oder radial abnehmenden und zunehmenden Rampe, ausgebildet.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Rampenstruktur axial oder radial zwischen zwei umlaufenden Stegen ausgebildet ist. Sofern das Gleitlagerelement als Axiallager ausgebildet ist, ist die Rampenstruktur radial zwischen zwei umlaufenden Stegen ausgebildet. Wenn das Gleitlagerelement jedoch als Radiallager ausgebildet ist, ist die Rampenstruktur axial zwischen zwei umlaufenden Stegen ausgebildet. Ergänzend kann tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe eine axiale oder radiale Auflagefläche ausgebildet sein. Mithin ist die Rampenstruktur gekapselt ausgebildet, wobei vorzugsweise jeweils zwei Rampen zwischen zwei umlaufenden Stegen und zwei Auflageflächen eingekapselt werden.
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Vorzugsweise bildet das mindestens eine Gleitlagerelement mit dem Führungsring und/oder dem Kappenring ein Mehrkomponentenbauteil. Insbesondere ist das mindestens eine Gleitlagerelement im Führungsring und/oder Kappenring integriert und mittels Mehrkomponentenspritzen mit dem jeweiligen Führungsring und/oder Kappenring insbesondere einteilig und vorzugsweise formschlüssig verbunden. Das Gleitlagerelement bildet mit dem jeweiligen Führungsring und/oder dem jeweiligen Kappenring bevorzugt ein Zweikomponentenbauteil.
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Ferner kann sowohl im Führungsring, als auch im Kappenring ein jeweiliges Gleitlagerelement integriert sein, sodass das Federbeinlager aus zwei Zweikomponentenbauteilen besteht. Unter einem Zweikomponentenbauteil ist ein Bauteil, bestehend aus zwei Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verstehen. Der Kappenring und der Führungsring sind vorzugsweise aus einem Werkstoff mit einer hohen Steifigkeit zur Gewährleistung einer vergleichsweise hohen Standzeit gefertigt. Demgegenüber ist das Gleitlagerelement aus einem Werkstoff mit besseren Gleiteigenschaften als der Kappenring und der Führungsring ausgebildet. Der Kappenring und der Führungsring sind bevorzugt aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet.
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Ferner bevorzugt ist das mindestens eine Gleitlagerelement als separate Gleitlagerscheibe oder als separater Gleitlagerring ausgebildet. Sofern das Gleitlagerelement als Axiallager ausgebildet ist, ist das Gleitlagerelement als separate Gleitlagerscheibe ausgebildet. Wenn das Gleitlagerelement jedoch als Radiallager ausgebildet ist, ist das Gleitlagerelement als separater Gleitlagerring ausgebildet.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der sieben Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigt
- 1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federbeinlagers,
- 3 eine schematische Perspektivdarstellung eines Führungsrings des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß 2,
- 4 eine schematische Detaildarstellung einer Rampenstruktur des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß 2,
- 5 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federbeinlagers,
- 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Gleitlagerelements des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß 5, und
- 7 eine schematische Detaildarstellung einer Rampenstruktur des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gemäß 5.
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Gemäß 1 ist ein erfindungsgemäßes Federbeinlager 1 im Bereich der Radaufhängung eines - hier nicht dargestellten - Kraftfahrzeuges zwischen einem Rad 17 und einer Karosserie 7 angeordnet. Das Federbeinlager 1 umfasst einen Führungsring 2 zur Aufnahme einer stirnseitig an einer Unterseite 4 des Führungsrings 2 zur Anlage kommenden Tragfeder 3. Der Führungsring 2 ist aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ausgebildet und koaxial zu einer Tragfederachse angeordnet. Ferner umfasst das Federbeinlager 1 ein den Führungsring 2 an einer Oberseite 5 abdeckenden Kappenring 6 zur Befestigung des Federbeinlagers 1 an der Karosserie 7 des Kraftfahrzeuges. Die Tragfeder 3 stützt sich karosserieseitig an der Unterseite 4 des Führungsrings 2 axial ab.
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2 zeigt das Federbeinlager 1 gemäß 1 in einem hälftig dargestellten Detailschnitt. Räumlich zwischen dem Führungsring 2 und dem Kappenring 6 sind zwei Gleitlagerelemente 8 angeordnet. Das erste Gleitlagerelement 8 ist dabei als Axiallager ausgebildet und axial zwischen dem Führungsring 2 und dem Kappenring 6 angeordnet. Das zweite Gleitlagerelement 8 ist als Radiallager ausgebildet und radial zwischen dem Führungsring 2 und dem Kappenring 6 angeordnet. Ferner ist das zweite Gleitlagerelement 8 als separater Gleitlagerring 16 ausgebildet. Demgegenüber ist das erste Gleitlagerelement 8 im Führungsring 2 integriert und über einen Durchflusssteg 19 mit dem Führungsring 2 verbunden. Mithin bildet das erste Gleitlagerelement 8 mit dem Führungsring 2 ein Mehrkomponentenbauteil.
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In 3 ist eine Perspektivdarstellung des Führungsrings 2 gemäß 2 dargestellt. An einer Stirnfläche des Führungsrings 2 ist das Gleitlagerelement 8 angeordnet. Das Gleitlagerelement 8 weist an einer zum Führungsring 2 oder zum Kappenring 6 gerichteten Fläche eine Rampenstruktur 9 auf, die zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Schmiermittels vorgesehen ist. Die Rampenstruktur 9 weist in Umfangsrichtung axial abwechselnd zunehmende und abnehmende Rampen 10, 11 auf. Tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe 10, 11 ist nach jeweils zwei Rampen 10, 11 eine axiale Auflagefläche 13 ausgebildet. Ferner ist die Rampenstruktur 9 radial zwischen zwei umlaufenden Stegen 14 ausgebildet.
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4 zeigt einen Ausschnitt der Rampenstruktur 9 gemäß 3 in einer quer geschnittenen Detaildarstellung. Die Rampenstruktur 9 weist in Umfangsrichtung zwischen den beiden Auflageflächen 13 jeweils eine axial abnehmende sowie eine axial zunehmende Rampe 11, 10 auf. Die beiden Rampen 10, 11 sind identisch ausgebildet und somit achsensymmetrisch zu einem mittig dazwischen angeordneten Scheitelpunkt 18.
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Nach 5 weist das teilweise dargestellte Federbeinlager 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform räumlich zwischen einem Führungsring 2 und einem Kappenring 6 ein Gleitlagerelement 8 auf. Das Gleitlagerelement 8 ist als Axiallager ausgebildet und axial zwischen dem Führungsring 2 und dem Kappenring 6 angeordnet. Ferner ist das Gleitlagerelement 8 als separate Gleitlagerscheibe 15 ausgebildet.
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In 6 ist eine Perspektivdarstellung des als Gleitlagerscheibe 15 ausgebildeten Gleitlagerelements 8 gemäß 5 dargestellt. An einer Stirnfläche der Gleitlagerscheibe 15 ist eine Rampenstruktur 9 ausgebildet, die zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Schmiermittels vorgesehen ist. Die Rampenstruktur 9 weist in Umfangsrichtung axial abwechselnd zunehmende und abnehmende Rampen 10, 11 auf, wobei tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe 10, 11 nach jeweils zwei Rampen 10, 11 eine Nut 12 ausgebildet ist. Ferner ist tangential zwischen einer zunehmenden und abnehmenden Rampe 10, 11 nach jeweils zwei Rampen 10, 11 eine axiale Auflagefläche 13 ausgebildet. Die Rampenstruktur 9 ist radial zwischen zwei umlaufenden Stegen 14 ausgebildet.
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7 zeigt einen Ausschnitt der Rampenstruktur 9 gemäß 6 in einer quer geschnittenen Detaildarstellung. Die Rampenstruktur 9 weist in Umfangsrichtung zwischen den beiden Auflageflächen 13 jeweils eine axial abnehmende sowie eine axial zunehmende Rampe 11, 10 auf. Tangential zwischen der abnehmenden und zunehmenden Rampe 11, 10 ist in einem Scheitelpunkt 18 die Nut 12 ausgebildet. Die beiden Rampen 10, 11 sind identisch ausgebildet und somit achsensymmetrisch zu dem mittig dazwischen angeordneten Scheitelpunkt 18.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinlager
- 2
- Führungsring
- 3
- Tragfeder
- 4
- Unterseite
- 5
- Oberseite
- 6
- Kappenring
- 7
- Karosserie
- 8
- Gleitlagerelement
- 9
- Rampenstruktur
- 10
- zunehmende Rampe
- 11
- abnehmende Rampe
- 12
- Nut
- 13
- Auflagefläche
- 14
- um laufender Steg
- 15
- Gleitlagerscheibe
- 16
- Gleitlagerring
- 17
- Rad
- 18
- Scheitelpunkt
- 19
- Durchflusssteg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011085557 A1 [0002]
