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Die Erfindung betrifft ein Federbeingleitlager für ein Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs, ein Fahrgestell mit einem solchen Federbeingleitlager, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrgestell.
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Aus dem Stand der Technik sind Federbeinlager für Kraftfahrzeuge zwischen einer Stoßdämpferfeder beziehungsweise deren Kolbenstange und dem Fahrgestell eingesetzt. Es ermöglicht das rückstellmomentfreie Drehen des Federbeins in einem Federbeinauflager während einer Lenkbewegung und/oder beim Einfedern der Fahrzeugräder. Derzeit sind im Wesentlichen zwei Grundprinzipien der Anbindung der Stoßdämpfer-Kolbenstange an das Fahrgestell bekannt; nämlich ist in Fall 1 die Kolbenstange im Lager drehgelagert, das heißt, sie dreht beim Radeinschlag beziehungsweise beim Tordieren beim Einfedern mit der Feder mit. In Fall 2 ist die Kolbenstange rotationsfest mit dem Fahrgestell verbunden und dreht beim Radeinschlag beziehungsweise beim Tordieren beim Einfedern nicht mit der Feder mit. In beiden Fällen setzt man bei Wälzlagern dickwandige Trägerscheiben ein, welche die Federkräfte und Stoßdämpferkräfte übertragen können.
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Neben Wälzlagern kommen in manchen Anwendungen Gleitlager zum Einsatz, deren höhere Grundreibung aus Kostengründen in Kauf genommen wird. Das typische Federbeingleitlager besteht aus zwei Gehäuseteilen aus Kunststoff und einer dazwischen angeordneten Gleitscheibe. Zur Übertragung von Federkräften und Stoßdämpferkräften muss auch hier zusätzlich eine versteifende Trägerscheibe, in der Regel aus Stahl, eingesetzt werden. Die Kolbenstange ist in solch einem Fall mit der Trägerscheibe fest verschraubt. Bewährt hat sich eine Scheibendicke von etwa 3 mm [Millimeter], wobei oftmals eine Kröpfung zum Versteifen der Konstruktion vorgesehen ist.
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Beispielsweise aus der
WO 2008/004 338 A1 und aus der
US 9,334,897 A1 sind Lösungen mit integrierter Trägerscheibe aus Stahl bekannt. Bei solchen Lösungen sorgt eine separate Gleitscheibe für den Gleitkontakt. Zwar gibt es auch Vorschläge, die Gleitscheibe einzusparen und das Gehäuse aus POM [Polyoxymethylen] oder PA [Polyamid] direkt auf der Stahl-Trägerscheibe laufen zu lassen, doch hat sich diese Gleitpaarung in der Dauerbelastung über eine angestrebte Lebensdauer nicht bewährt. Daher beinhalten alle Serienlösungen eine separate Gleitscheibe mit einem Kunststoff-Kunststoff-Gleitkontakt und einem Schmierstoff dazwischen. Zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen Gleitscheibe und Stahlscheibe ist in der Regel eine Verdrehsicherung erforderlich.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Erfindung betrifft ein Federbeingleitlager für ein Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Trägerscheibe mit einer Zentralachse, welche dazu eingerichtet ist, eine Axialkraft von einer Kolbenstange einer axialen Dämpfereinheit eines Federbeins direkt oder indirekt in ein Federbeinauflager einzuleiten;
- - eine Stützplatte, welche dazu eingerichtet ist, eine Axialkraft und eine Radialkraft von einer Federeinheit eines solchen Federbeins indirekt in ein Federbeinauflager einzuleiten;
- - ein Gehäuse zur indirekten oder direkten Aufnahme einer Axialkraft und Radialkraft von der Stützplatte.
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Das Federbeingleitlager ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheibe eine ein Gleitmaterial umfassende Ummantelung aufweist, wobei die Ummantelung derart eingerichtet ist, dass die Trägerscheibe an einem solchen Federbeinauflager mittels der Ummantelung axial abstützbar und gegenüber einem solchen Federbeinauflager und/oder gegenüber dem Gehäuse reibungsarm verdrehbar ist.
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Es wird im Folgenden auf die genannte Zentralachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden.
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Vorteilhaft gegenüber vorbekannten Lösungen ist bei dem hier vorgeschlagenen Federbeingleitlager, dass der Aufbau und die Montagesicherheit einfach und sehr hoch sind.
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Die Trägerscheibe ist dazu eingerichtet, über eine zentrale Aufnahme eine Axialkraft der Kolbenstange über eine radial außenliegende Fläche in ein Federbeinauflager einzuleiten. Die Trägerscheibe ist hierzu aus einem steifen Material ausgeführt, beispielsweise aus Stahl. Die (axiale) Dicke der Trägerscheibe entspricht bevorzugt dem Stand der Technik und beträgt beispielsweise etwa 3 mm [Millimeter]. Die über die Trägerscheibe gelagerte Dämpfereinheit ist beispielsweise ein hydraulischer oder pneumatischer Dämpfer oder auch ein elektrodynamischer Dämpfer.
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Die Stützplatte ist nicht nur zur Aufnahme einer Axialkraft, sondern auch zur Aufnahme einer Radialkraft eingerichtet und bildet hierzu in der Regel eine zu der Zentralachse senkrecht ausgerichtete Fläche, welche eine umlaufend geschlossene oder unterbrochene Mantelfläche ausbildet. Auf der der Trägerscheibe abgewandten Seite der Stützplatte liegt eine Federeinheit an, beispielsweise eine Schraubenfeder. Zum einen soll die Axialkraft, also die Federkraft der Federeinheit, axial über die Stützplatte geleitet werden. Zum anderen soll die Federeinheit zu der Zentralachse zentriert werden, ganz besonders bei einer Lenkbewegung eines verschwenkbar aufgehängten Fahrzeugrads und/oder einem Tordieren der Federeinheit in sich.
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Das Gehäuse ist zur Aufnahme der Axialkraft und der Radialkraft von der Stützplatte eingerichtet ist. In einer ersten Variante ist die Trägerscheibe über das Gehäuse, also indirekt, an dem Federbeinauflager axial abgestützt. In einer zweiten Variante, der sogenannten Topmount-Konfiguration, ist das Gehäuse über die Trägerscheibe axial also indirekt an dem Federbeinauflager abgestützt. Unabhängig von diesen beiden Varianten ist das Gehäuse dazu eingerichtet, entweder (1) an der Kolbenstange abgestützt anzuliegen und somit die Radialkräfte in die Kolbenstange einzuleiten, (2) an der Trägerscheibe abgestützt anzuliegen, um die Radialkräfte mittels der Trägerscheibe einzuleiten, oder (3) an dem Federbeinauflager direkt radial abgestützt anzuliegen, um die Radialkräfte direkt in die in das Federbeinauflager einzuleiten.
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Hier ist nun vorgeschlagen, die Trägerscheibe mit einer Ummantelung zu versehen, wobei diese Ummantelung ein Gleitmaterial umfasst. Dieses Gleitmaterial bildet zumindest an solchen Kontaktflächen, welche relativ zu dem angrenzenden Bauteil verdrehbar sind, einen Reibpartner für eine Reibpaarung mit einem geringen Reibungskoeffizienten. Im Weiteren werden nur solche Außenflächen als Kontaktflächen bezeichnet, welche für ein relatives Verdrehen zu der kontaktierenden Komponente eingerichtet sind und daher eine zumindest in der Reibpaarung verbesserte Gleiteigenschaft aufweisen. Hierzu kann die Ummantelung das Gleitmaterial lediglich in einer Gleitschicht beziehungsweise Gleitbeschichtung aufweisen oder vollständig aus einem Gleitmaterial gebildet sein. Ein solches Gleitmaterial ist beispielsweise POM [Polyoxymethylen] oder ein Polyamid, beispielsweise PA66. Besonders bevorzugt bei einer Ausbildung des Gleitmaterials lediglich als Gleitschicht beziehungsweise Gleitbeschichtung ist dieses in einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem übrigen Teil der Ummantelung verbunden. In einer anderen Ausführungsform ist das Gleitmaterial lediglich als geeigneter Reibpartner für eine gegenüberliegend angebrachte Gleitschicht beziehungsweise Gleitbeschichtung eingerichtet.
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Besonders bevorzugt ist die Trägerscheibe in die Ummantelung eingespritzt und so mit der Ummantelung formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Somit bildet dieses Gleitelement als Ummantelung kein separates Bauteil und ist einfach mit der Trägerscheibe in konventioneller Weise zu montieren.
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Die Ummantelung weist in einer Ausführungsform zusätzlich Vertiefungen beziehungsweise Taschen auf, in welchen ein Schmierstoffreservoir vorhaltbar ist. Je nach Ausführungsform ist somit die Trägerscheibe gegenüber dem Federbeinauflager reibungsarm verdrehbar oder gegenüber dem Gehäuse beziehungsweise das Gehäuse gegenüber der Trägerscheibe reibungsarm verdrehbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Federbeingleitlagers ist das Gehäuse federseitig an dem Gleitmaterial der Ummantelung reibungsarm verdrehbar axial abstützbar.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Trägerscheibe rotationsfest an dem Federbeinauflager abgestützt, wobei also die mittels der Trägerscheibe axial abgestützte Dämpfereinheit ebenfalls rotationsfest abgestützt ist. Das Gehäuse ist demgegenüber mit der Stützplatte der Federeinheit relativ zu dem Federbeinauflager verdrehbar und somit relativ zu der Trägerscheibe und Ummantelung verdrehbar. Eine solche Montagereihenfolge wird als Topmount-Konfiguration bezeichnet.
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In einer Ausführungsform ist das Gehäuse derart eingerichtet, dass es an der Dämpfereinheit, beispielsweise dem Gehäuse der Kolbenstange der Dämpfereinheit, radial zur Anlage gebracht ist, und darüber die Stützplatte beziehungsweise die Federeinheit zur Zentralachse zentriert. In einer anderen Variante ist das Gehäuse von der Dämpfereinheit radial bei Abstand und an der Ummantelung der Trägerscheibe radial abgestützt, umso die genannte Zentrierung zu erreichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Federbeingleitlagers ist das Gehäuse in eine Hinterschneidung der Ummantelung einklickbar, wobei bevorzugt die Hinterschneidung eine Labyrinthdichtung bildet.
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Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform ist das Gehäuse in eine Hinterschneidung der Ummantelung einklickbar, mit anderen Worten verrastbar. Also ist das Gehäuse, bevorzugt ohne Werkzeug von Hand, derart in eine Vertiefung in der Ummantelung einbringbar, dass eine zumindest verliersichere axiale Verbindung zwischen der Ummantelung und dem Gehäuse gebildet ist. Somit ist das Gehäuse gemeinsam mit der Trägerscheibe und ihrer Ummantelung mit der Dämpfereinheit verbindbar und es werden Montageschritte eingespart.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bildet die Hinterschneidung zusätzlich eine Labyrinthdichtung, welche die Gleitflächen vor Umwelteinflüssen, und besonders vom Eindringen von Schmutz und Wasser schützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Federbeingleitlagers ist das Gehäuse an einem solchen Federbeinauflager direkt anlegbar und die Stützplatte mittels der Ummantelung federseitig an dem Gehäuse abstützbar.
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Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist die axiale Reihenfolge von Trägerscheibe und Gehäuse umgekehrt, wodurch erreichbar ist, dass die Dämpfereinheit relativ zu dem Federbeinauflager rotierbar aufgehängt werden kann. Eine relative Verdrehung zwischen der Federeinheit und der Dämpfereinheit tritt in einem Betriebszustand nicht auf. Hierbei liegt nun die Stützplatte direkt an der Trägerscheibe beziehungsweise deren Ummantelung an, wobei allein die Trägerscheibe gegenüber dem Gehäuse und damit gegenüber dem Federbeinauflager verdrehbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Federbeingleitlagers ist das Gehäuse an einer Dämpfereinheit derart anlegbar, dass die Stützplatte mittels einer solchen Dämpfereinheit derart zentrierbar ist, dass eine solche an der Stützplatte abgestützte Federeinheit zu einer solchen Dämpfereinheit zentrierbar ist.
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Auf diese Weise ist das Gehäuse großflächig in einfacher Weise abstützbar, bevorzugt über die Kolbenstange der Dämpfereinheit. Bei einer relativen Verdrehung zwischen der Federeinheit und der Stützplatte weist das Gehäuse bevorzugt eine Gleitschicht in der Kontaktfläche auf.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Federbeingleitlagers weist
- - das Gehäuse hin zu einer korrespondierenden axialen und hin zu einer korrespondierenden radialen Kontaktfläche der Ummantelung, und/oder
- - die Ummantelung hin zu einer korrespondierenden axialen und hin zu einer korrespondierenden radialen Kontaktfläche des Gehäuses, und/oder
- - das Gehäuse und/oder die Ummantelung hin zu einer korrespondierenden radialen Kontaktfläche der Dämpfereinheit
eine Gleitschicht auf.
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Die Gleitschicht ist bevorzugt allein jeweils dort vorgesehen, wo betriebsgemäß eine relative Verdrehung stattfindet. Dies hängt davon ab, welche der genannten Varianten gewählt worden ist und erschließt sich dem Fachmann aus der konkreten Umsetzung und/oder mithilfe der beispielhaften Figuren.
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Bevorzugt ist die Gleitschicht mittels eines zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse beziehungsweise der Ummantelung vorgesehen. Alternativ ist die Gleitschicht mittels einer, beispielsweise spanenden, Nachbearbeitung mittels Reduzierens der Rauigkeit geschaffen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Fahrgestell für ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Federbeinauflager und zumindest ein Federbein, umfassend eine Dämpfereinheit und eine Federeinheit, mittels welcher ein Fahrzeugrad gedämpft aufhängbar ist, wobei die Dämpfereinheit und die Federeinheit von einem Drehmomenteintrag um die Zentralachse mittels eines Federbeingleitlagers nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung reibungsarm freigestellt sind.
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Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist ein Fahrgestell vorgeschlagen, welches ein Federbein mit einer Dämpfereinheit und mit einer Federeinheit umfasst. Die Dämpfereinheit ist mittels der oben beschriebenen Trägerscheibe und die Federeinheit mittels der oben beschriebenen Stützplatte an dem Federbeinauflager abgestützt. Das Federbeinlager ist beispielsweise als Kröpfung in einem Blech des Fahrgestells eingebracht, sodass eine vertiefte, bevorzugt ebene, erste Auflagefläche für eine axiale Kraftaufnahme und eine mantelartige zweite Aufnahmefläche für eine radiale Kraftaufnahme gebildet ist. In einer Variante ist die Ummantelung der Trägerscheibe in diese Kröpfung, welche das Federbeinauflager bildet, eingebracht und in einer anderen Variante ist das Gehäuse in diese Kröpfung eingebracht.
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Der Kontakt zwischen dem Federbeinauflager und der Ummantelung beziehungsweise dem Gehäuse ist derart eingerichtet, dass betriebsgemäß keine relative Verdrehung stattfindet. Somit ist verhindert, dass eine verschleißfördernde Reibung zwischen dem Material der Ummantelung beziehungsweise des Gehäuses und dem Federbeinauflager, in der Regel aus Stahl, auftritt. Die relative Verdrehung von Kontaktflächen findet also allein zwischen dem Gehäuse und der Ummantelung statt, welche beide aus einem Gleitmaterial bestehen beziehungsweise eine entsprechende Beschichtung zumindest bei diesen relativ zueinander verdrehbaren Kontaktflächen aufweisen. Allein zwischen einem meist metallischen Bauteil der Dämpfereinheit beziehungsweise deren Kolbenstange und dem Gehäuse aus einem Kunststoff findet in einer Variante eine Gleitreibung statt, wobei betriebsgemäß die radialen Kräfte ausreichend gering sind, sodass hier kein Verschleiß zu erwarten ist, welcher die Lebensdauer beeinträchtigen würde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Fahrzeugrad, wobei das zumindest eine Fahrzeugrad an einem Fahrgestell nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung in Richtung der Schwerkraft gefedert und gedämpft gelagert ist.
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Gemäß dieser vorteilhaften Ausführungsform ist das Federbein mit dem zuvor beschriebenen Federbeingleitlager ausgestattet, sodass beispielsweise eine einfach zu montierendes, kostengünstiges und langlebiges Axialgleitlager geschaffen ist. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem solchen Federbein vorgesehen, bevorzugt bei einem Personenkraftwagen zumindest bei beiden lenkbaren Rädern. Ein solches Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse oder Kleinstwagenklasse. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo Mito, Volkswagen Polo, Ford Fiesta oder Renault Clio.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: ein Federbein mit konventionellem Axialkugellager;
- 2: ein Federbein mit konventionellem Axialkugellager in Topmount-Konfiguration;
- 3: ein Federbein mit Federbeingleitlager;
- 4: ein Federbein mit Federbeingleitlager in einer ersten Topmount-Konfiguration;
- 5: ein Federbein mit Federbeingleitlager in einer zweiten Topmount-Konfiguration; und
- 6: ein Kraftfahrzeug mit vier Federbeinen.
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In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wider.
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In 1 ist im Schnitt ausschnittsweise ein Federbein mit einem konventionellen Federbeinlager 26 dargestellt. Hierbei ist zentral zu einer Zentralachse 5 eine Dämpfereinheit 8 mit einer an einem Fahrgestell 2 axial abgestützten Kolbenstange 7 sowie eine als Schraubenfeder ausgeführte Federeinheit 13 vorgesehen. Ein solches Federbein 9 ist dabei zum Abstützen einer Axialkraft 6 entgegen der Schwerkraft 23 eingerichtet. Hierzu ist das konventionelle Federbeinlager 26 mit einem Axialwälzlager 27 ausgeführt, was hinsichtlich einer geringen Reibung optimal ist, aber hinsichtlich der Fertigungskosten und des Montageaufwands nachteilig ist. Bei dieser Ausführungsform bildet der der Federeinheit 13 zugewandte Lagerring die konventionelle Trägerscheibe 28, an welcher auch die Kolbenstange 7 axial abgestützt ist. Eine konventionelle Stützplatte 29 nimmt die Axialkraft 6 der Federeinheit 13 auf und leitet diese in eine konventionelle Trägerscheibe 28 ein, welche einstückig mit einem Lagerring des Axialwälzlagers 27 gebildet ist. Das Axialwälzlager 27 ist in einem Federbeinauflager 10 des Fahrgestells 2 aufgenom m en.
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In 2 ist ein ähnlicher Aufbau wie in 1 in Topmount-Konfiguration gezeigt, wobei hier im Unterschied dazu der andere, also bezogen auf die Schwerkraft 23 obere, Lagerring des Axialwälzlagers 27 die konventionelle Trägerscheibe 28 bildet, welche direkt in dem Federbeinauflager 10 des Fahrgestell 2 aufgenommen ist. Die konventionelle Stützplatte 29 ist an dem im Vergleich zu 1 anderen, also bezogen auf die Schwerkraft 23 unteren, Lagerring des Axialwälzlagers 27 abgestützt und die Kolbenstange 7 an dieser konventionellen Trägerscheibe 28. In dieser Topmount-Konfiguration verspricht man sich von der Parallelschaltung von Axialwälzlager 27 und Kolbenstange 7 ein gegenüber der Konfiguration gemäß 1 schnelleres Ansprechverhalten der Dämpfereinheit 8.
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In 3 ist ein Federbein 9 mit einem Federbeingleitlager 1 dargestellt, welches grundsätzlich von seiner Konfiguration der konventionellen Variante in 1 entspricht. Von der Dämpfereinheit 8 ist hier nur die Kolbenstange 7 zu sehen und von der Federeinheit 13 lediglich die oberste Windung einer hier ebenfalls beispielhaft als Schraubenfeder ausgeführten Federeinheit 13. Die Federeinheit 13 liegt an einer Stützplatte 11 an, welche für die Federeinheit 13 zugleich eine Radialführung zum Zentrieren der Federeinheit 13 bildet. Hierzu sind die relativ geringen Radialkräfte 12 eingezeichnet. In dieser Variante liegt die Stützplatte 11 direkt an der Ummantelung 15 einer Trägerscheibe 4 an, wobei hier keine Relativbewegung stattfindet. Die Trägerscheibe 4 ist über ihre Ummantelung 15 an dem Gehäuse 14 abgestützt, wobei das Gehäuse 14 in dem Federbeinauflager 10 des Fahrgestells 2 ohne Relativbewegung aufgenommen ist. Die Außenflächen des Gehäuses 14, welche mit dem Federbeinauflager 10 des Fahrgestells 2 in Kontakt stehen, sind hierbei derart eingerichtet, dass betriebsgemäß keine Relativbewegung stattfindet und somit hier kein Reibungsverschleiß auftreten kann. Die einzige Relativbewegung ist an den Kontaktflächen 17 vorgesehen. Die Kolbenstange 7 ist an der Trägerscheibe 4 abgestützt, welche mit einer Ummantelung 15 versehen ist, welche formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Trägerscheibe 4 verbunden ist. Die Ummantelung ist dabei bevorzugt aus einem Kunststoff, zum Beispiel POM [Polyoxymethylen] oder PA [Polyamid] gebildet und die Trägerscheibe 4 ist beispielsweise aus Stahl gebildet. Die Ummantelung 15 bildet eine axiale und eine radiale Kontaktfläche 17 mit dem Gehäuse 14, sodass dort die Radialkräfte 12 und die Axialkräfte 6 aufnehmbar sind. Hierzu weist die Trägerscheibe 4 hier vorteilhafter Weise einen optionalen sich axial mit der radialen Kontaktfläche 17 des Gehäuses 14 überlappenden Flansch auf. In einer vorteilhaften Variante sind die Kontaktflächen 17 zudem optional mit einer Gleitschicht 18 versehen. Diese Gleitschicht 18 ist entweder an dem Gehäuse 14 oder an der Ummantelung 15 vorgesehen. Bevorzugt ist die Gleitschicht 18 beim Spritzgießen, beispielsweise in einem Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, in einem Fertigungsschritt formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem jeweiligen Bauteil verbunden. In dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Ummantelung 15 zudem eine optionale Hinterschneidung 16 auf, in welche das Gehäuse 14 einklickbar ist, sodass die Trägerscheibe und das Gehäuse 14 verliersicher miteinander montiert sind und in einem Arbeitsschritt mit der Kolbenstange 7 verbunden werden können. Weiterhin sind hier bevorzugt in den Kontaktflächen nicht dargestellte optionale Vertiefungen vorgesehen sein, welche ein Schmierstoffreservoir bilden.
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In 4 ist ein ähnlicher Aufbau wie in 3 gezeigt, wobei hier eine Topmount-Konfiguration wie in 2 dargestellt ist. Die Stützplatte 11 ist über ein Gehäuse 14 axial und radial abgestützt, wobei hier das Gehäuse 14 optional von der Kolbenstange 7 mit einem radialen Spalt beanstandet ist. Die entsprechenden Kontaktflächen 17 sind gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ebenfalls wie in 3 mit einer optionalen Gleitschicht 18 versehen. Und auch hier weist die Ummantelung 15 in vorteilhafter Weise eine optionale Hinterschneidung 16 auf, in welche das Gehäuse 14 einklickbar ist. Die Außenflächen der Ummantelung 15, welche mit dem Federbeinauflager 10 des Fahrgestells 2 in Kontakt stehen, sind hierbei derart eingerichtet, dass betriebsgemäß keine Relativbewegung stattfindet und somit hier kein Reibungsverschleiß auftreten kann. Vielmehr findet eine relative Verdrehung lediglich an den Kontaktflächen 17 statt, wobei die Ummantelung 15 und das Gehäuse 14 zumindest an ihren Oberflächen eine günstige Gleitpaarung bilden. Auch hier sind bevorzugt weiterhin in den Kontaktflächen nicht dargestellte optionale Vertiefungen vorgesehen sein, welche ein Schmierstoffreservoir bilden.
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In 5 ist eine weitere Variante einer Topmount-Konfiguration gezeigt, bei welcher das Gehäuse 14 selbst radial an der Kolbenstange 7 abgestützt ist. Obwohl hier eine unter Umständen weniger verschleißfeste Gleitpaarung gebildet ist kann aufgrund der relativ kleinen Radialkräfte 12 die weniger optimale Gleitpaarung zwischen der Kolbenstange 7, welche in der Regel aus Stahl gebildet ist, und dem Gehäuse 14, beispielsweise aus Kunststoff, in Kauf genommen ist. Durch diese Variante ist in die Trägerscheibe 4 lediglich eine Axialkraft 6 über eine entsprechende Kontaktfläche 17 eingeleitet und die Trägerscheibe 4 kann somit sehr einfach, beispielsweise wie dargestellt flach, aufgebaut sein. Bevorzugt sind hier die Kontaktflächen 17 ebenfalls mit einer Gleitschicht 18 versehen. Weiterhin in vorteilhafter Weise ist eine Hinterschneidung 16 zum Einklicken des Gehäuses 14 in die Ummantelung 15 der Trägerscheibe 4 vorgesehen.
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In 6 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 3 in Ansicht von oben dargestellt, wobei ein linkes Vorderrad 19 und ein rechtes Vorderrad 20 an der Vorderachse 30 lenkbar mittels einer Lenkstange 32 an jeweils einem Federbein 9 aufgehängt sind. Die Zentralachsen 5 der vorderen Federbeine 9 sind kongruent mit der Schwenkachse der Vorderräder 19 und 20 ausgerichtet. Mittels der von der Fahrerkabine 24 aus betätigbaren Lenkstange 32 sind die Vorderräder 19 und 20 verschwenkbar, um so das Kraftfahrzeug 3 quer zur Längsachse 26 zu lenken. Ein Schwenken der Vorderräder 19 und 20 ist mittels des Federbeingleitlagers 1 (vergleiche 3 bis 5) ohne Einfluss auf die Federeinheit 13, und bevorzugt auch ohne Einfluss auf die Dämpfereinheit 8 (vergleiche 3 bis 5). Es wird dadurch also kein Drehmoment zumindest auf die Federeinheit 13 aufgegeben. Weiterhin ist hinten am Kraftfahrzeug 3 ein linkes Hinterrad 21 und ein rechtes Hinterrad 22 an einer Hinterachse 31 ebenfalls jeweils mittels eines Federbeins 9 gefedert und gedämpft aufgehängt.
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Mit dem hier vorgeschlagenen Federbeingleitlager ist eine einfache Montierbarkeit und geringe Reibung bei hoher Reibverschleißfestigkeit erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeingleitlager
- 2
- Fahrgestell
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Trägerscheibe
- 5
- Zentralachse
- 6
- Axial kraft
- 7
- Kolbenstange
- 8
- Dämpfereinheit
- 9
- Federbein
- 10
- Federbeinauflager
- 11
- Stützplatte
- 12
- Radialkraft
- 13
- Federeinheit
- 14
- Gehäuse
- 15
- Ummantelung
- 16
- Hinterschneidung
- 17
- Kontaktfläche
- 18
- Gleitschicht
- 19
- linkes Vorderrad
- 20
- rechtes Vorderrad
- 21
- linkes Hinterrad
- 22
- rechtes Hinterrad
- 23
- Schwerkraft
- 24
- Fahrerkabine
- 25
- Längsachse
- 26
- konventionelles Federbeinlager
- 27
- Axialwälzlager
- 28
- konventionelle Trägerscheibe
- 29
- konventionelle Stützplatte
- 30
- Vorderachse
- 31
- Hinterachse
- 32
- Lenkstange
