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Die Erfindung betrifft ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Federbeinlager sind Teil der Radaufhängung bei Einzelradaufhängungen von Kraftfahrzeugen. Die Radaufhängung unterstützt als Fahrwerkskomponente die Fahrsicherheit und Fahrdynamik sowie den Fahrkomfort des Kraftfahrzeuges und ermöglicht ein präzises Lenkverhalten der Räder. Die Radaufhängung soll Schwingungen vom Fahrzeugchassis fernhalten und somit die Abrollgeräusche niedrig halten. Um einen positiven Einfluss auf die Fahrzeugdynamik zu haben, sollte die Radaufhängung möglichst leicht sein. Federbeinlager sind oftmals Teil einer sogenannten McPherson-Radaufhängung, wobei das Federbein eine Baugruppe ausbildet, welche einen Stoßdämpfer, einen Achsschenkel, ein Traggelenk sowie eine Schraubenfeder umfasst, welche zwischen zwei Federteller gespannt ist. Das Federbeinlager ist mit einem Abschlusselement, vorzugsweise einer Kappe, versehen, die an einem chassisseitigen Federbeindom befestigt ist. Das Federbeinlager weist ferner einen Führungsring auf, an dem die Stoßdämpfer-Feder abgestützt ist und durch welchen die Stoßdämpfer-Feder geführt wird. Der Führungsring ist gegenüber dem Abschlusselement drehbar gelagert. Dazu ist in dem Federbeinlager ein Lager, vorzugsweise ein Gleit- oder Wälzlager, vorgesehen, welches sowohl axiale als auch radiale Kräfte übertragen kann. Somit ermöglicht das Federbeinlager beim Lenken ein Drehen der Feder gegenüber der Fahrzeugkarosserie, da sich beim Lenken das gesamte Federbein dreht.
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Aus der
DE 10 2010 011 817 A1 ist ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug mit einem zweiteiligen Gehäuse bekannt, wobei zwischen der ersten Gehäusehälfte und der zweiten Gehäusehälfte eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist. Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass bei einem Auftreffen eine Wasserstrahls eines Reinigungsgeräts die zweite Gehäusehälfte wie eine Leitgeometrie wirken und das Eindringen des Wasserstrahls in den Dichtspalt der Labyrinthdichtung begünstigen.
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Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass bei einer intensiven Reinigung des Kraftfahrzeuges mit einem Hochdruckreiniger Wasser in die Labyrinthdichtung eindringen kann und zum einen Schmiermittel aus dem Wälzlager auswaschen kann, und zum anderen in dem Dichtkanal der Labyrinthdichtung zurückgehaltenen Schmutz in das Wälzlager eintragen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federbeinlager vorzuschlagen, welches Beständig gegen einen Wasserstrahl aus einem Hochdruckreiniger ist und einer solchen Reinigung des Federbeinlagers standhält.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug, mit einem Abschlusselement und einem gegenüber dem Abschlusselement drehbar gelagerten Führungsring gelöst, wobei zwischen dem Abschlusselement und dem Führungsring ein Wälzlager angeordnet ist, welches einen ersten, in dem Abschlusselement aufgenommenen Lagerring, einen zweiten, in dem Führungsring aufgenommenen Lagerring sowie einen Wälzkörper aufweist, wobei zwischen dem Abschlusselement und dem Führungsring eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist, welche ein Eindringen von Schmutz in das Wälzlager verhindert, und wobei der Labyrinthdichtung auf der dem Wälzlager abgewandten Ende eines Dichtkanals der Labyrinthdichtung eine Sicke vorgeschaltet ist.
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Durch die Sicke entsteht eine Verwirbelung des auf das Federbeinlager treffenden Wasserstrahls eines Hochdruckreinigers, wobei durch den Wirbel ein Eindringen von Wasser in den Dichtkanal erschwert wird. Dadurch gelangt wesentlich weniger Wasser in den Dichtkanal und zudem mit einem wesentlich geringeren, durch den Wirbel stark reduzierten Druck, so dass das Wasser nicht bis zum Wälzlager vordringen kann.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Federbeinlagers möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Labyrinthdichtung mindestens drei alternierend an dem Abschlusselement und an dem Führungsring ausgebildete Stege aufweist. Mit zunehmender Anzahl von Stegen wird der Dichtkanal länger und das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit zunehmend erschwert. Dabei führt eine größere Anzahl von Stegen jedoch zu einem erhöhten Bearbeitungsaufwand an dem Abschlusselement und an dem Führungsring. Ab einer Anzahl von drei Stegen ist ein hinreichender Schutz gegeben, um ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in das Wälzlager unter allen Bedingungen sicher zu vermeiden.
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In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des Federbeinlagers ist vorgesehen, dass der Wälzkörper des Wälzlagers bei einem in ein Kraftfahrzeug eingebauten Federbeinlager vollständig oberhalb dem der Sicke zugewandten Ausgang des Dichtkanals der Labyrinthdichtung liegt. Dabei ist der Dichtkanal vorzugsweise treppenförmig Ausgebildet, wobei die jeweiligen Stufen vom Ausgang des Dichtkanals in Richtung des Wälzlagers eine aufsteigende Höhe aufweisen. Durch den geodätischen Höhenunterschied wird ein Eindringen von Schmutz oder Flüssigkeit in den Dichtkanal zusätzlich erschwert und ein Austreiben von Flüssigkeit oder Schmutz in Richtung des Ausganges erleichtert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sicke als Freistich an dem Führungsring ausgebildet ist. Durch einen Freistich kann in einem Fertigungsprozess des Führungsringes besonders einfach und kostengünstig eine Sicke in den Führungsring eingebracht werden. Dabei weist der Freistich in besonders bevorzugte Ausführungsform einen Hinterschnitt auf. Dadurch kann die Wirbelbildung von auf die Sicke auftreffendem Wasser verstärkt werden und die Chance für ein Eindringen in den Dichtkanal weiter reduziert werden.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Es zeigt:
- 1 einen erfindungsgemäßes Federbeinlager mit einer Labyrinthdichtung, der in axialer Richtung eine Sicke vorgeschaltet ist.
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1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Federbeinlager 1 weist ein Abschlusselement 7, insbesondere einen Deckel, und einen Führungsring 8 auf, wobei das Abschlusselement 7 gegenüber dem Führungsring 8 drehbar gelagert ist. Der Führungsring 8 ist vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid (PA66) mit einem Glasfaseranteil von 25% bis 50%, ausgeführt. Das Abschlusselement 7 ist an einem nicht dargestellten Federdom-Lager der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt. Der Führungsring 8 nimmt einen Endabschnitt einer nicht dargestellten Feder des Federbeins auf. Die Federkräfte der Feder werden über den Führungsring 8 in das Abschlusselement 7 und von dort in das Federdom-Lager geleitet. Zwischen dem Abschlusselement 7 und dem Führungsring 8 ist ein Wälzlager 2, vorzugsweise ein Kugellager, angeordnet, welches eine Verdrehung des Führungsrings 8 relativ zu dem Abschlusselement 7 ermöglicht. Das Wälzlager 2 weist einen ersten Lagerring 3 auf, welche in dem Abschlusselement 7 aufgenommen ist. Das Wälzlager weist ferner einen zweiten Lagerring 4 auf, welcher in dem Führungsring 8 aufgenommen ist. Zwischen dem ersten Lagerring 3 und dem zweiten Lagerring 4 sind die Wälzkörper 5 des Wälzlagers 2 angeordnet. Zwischen dem Abschlusselement 7 und dem Führungsring 8 ist eine Labyrinthdichtung 6 ausgebildet. Die Labyrinthdichtung 6 weist einen ersten Steg 9, einen zweiten Steg 10 und einen dritten Steg 11 auf, wobei der erste Steg 9 und der dritte Steg 11 an dem Abschlusselement 7 und der zweite Steg 10 an dem Führungsring 8 ausgebildet ist. Zwischen den Stegen 9, 10 und 11 verläuft ein Dichtkanal 13 der Labyrinthdichtung 6. Dabei führt der Dichtkanal 13 von dem Wälzlager 2 zu einem äußeren, dem Wälzlager 2 abgewandten Ausgang 14 des Dichtkanals 13 und verläuft in dieser Richtung treppenförmig. Dabei sind die jeweiligen Vertiefungen an dem Führungsring 8 derart ausgebildet, dass die dem Wälzlager 2 näherliegenden Vertiefungen geodätisch höher liegen als die weiter äußeren, dem Ausgang 14 des Dichtkanals 13 zugewandten Vertiefungen. An der dem Wälzlager 2 abgewandten Ende des Dichtkanals 13 der Labyrinthdichtung 6 ist dem Dichtkanal 13 eine Sicke 12 vorgeschaltet.
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Im Betrieb des Kraftfahrzeuges wird das Wälzlager 2 durch die Labyrinthdichtung 6 abgedichtet. Bei einer Reinigung des Federbeinlagers 1 wird dabei das Federbeinlager 1 durch die Einbaulage im Kraftfahrzeug nicht horizontal entlang der skizzierten Linie A - M mit Wasser angespritzt, sondern unter einem Winkel β, entsprechend der skizzierten Linie B - M. Dabei bildet der radial nach außen stehende Abschnitt 15 des Führungsrings 3 einen Schutz, da der Punkt M durch die Sicke 12 in Zeichnungsebene weiter nach Unten, d.h. in Richtung des Führungsrings 8 verschoben werden kann. Zusätzlich wird durch die Sicke 12 radial entlang der Linie A - M auf das Federbeinlager treffendes Wasser nicht einfach in den Dichtkanal 13 umgelenkt, sondern es bildet sich eine Verwirbelung, welche den Druck des Wasserstrahl deutlich vermindert und somit ein Eindringen von Wasser in den Dichtkanal 13 erschwert. Dadurch kommt weniger Spritzwasser im Dichtkanal 13 der Labyrinthdichtung 6 an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinlager
- 2
- Wälzlager
- 3
- Erster Lagerring
- 4
- Zweiter Lagerring
- 5
- Wälzkörper
- 6
- Labyrinthdichtung
- 7
- Abschlusselement
- 8
- Führungsring
- 9
- Erster Steg
- 10
- Zweiter Steg
- 11
- Dritter Steg
- 12
- Sicke
- 13
- Dichtkanal
- 14
- Ausgang
- 15
- radial äußerer Abschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010011817 A1 [0003]
