DE102017217401A1 - Suspension axle bearing device with a compact ball bearing - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufhängungsaxiallagervorrichtung (1), die zur Verwendung mit einer Aufhängungsfeder in einem Automobilaufhängungsfederbein bestimmt ist, und ein Schrägkugellager (5), eine untere Schale (4) und eine obere Schale (3) aufweist. Die Aufhängungsaxiallagervorrichtung (1) weist des Weiteren einen ringförmigen Schild (21) auf, um einen axialen Halt der oberen Schale (3) und der unteren Schale (4) zusammen zu garantieren, zwischen denen das Kugellager (5) festgeklemmt ist. The invention relates to a suspension axial bearing device (1) intended for use with a suspension spring in an automotive suspension strut, and having an angular contact ball bearing (5), a lower shell (4) and an upper shell (3). The suspension axial bearing device (1) further comprises an annular shield (21) for ensuring axial retention of the upper shell (3) and the lower shell (4) together, between which the ball bearing (5) is clamped.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufhängungsaxiallagervorrichtung mit einem kompakten Wälzlager, insbesondere vom McPherson-Typ, die sogenannte „McPherson-Aufhängungslagereinheit“ oder MSBU. Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Aufhängungsaxiallagervorrichtung ausgestattet ist. Das Umfeld der Erfindung ist das von Aufhängungssystemen, insbesondere von Kraftfahrzeugen.The present invention relates to a suspension journal bearing device with a compact rolling bearing, in particular of the McPherson type, the so-called "McPherson suspension bearing unit" or MSBU. The invention also relates to a motor vehicle equipped with such a suspension axial bearing device. The environment of the invention is that of suspension systems, in particular of motor vehicles.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Im Allgemeinen weist ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem ein Aufhängungsfederbein auf, das eine Achse und ein Fahrzeugrad trägt. Eine Aufhängungsaxiallagervorrichtung ist an einem oberen Abschnitt des Aufhängungsfederbeins angeordnet, gegenüber dem Rad und dem Boden, und zwischen einer Aufhängungsfeder und einem oberen Trägerblock, der an der Karosserie des Fahrzeugs angebracht ist. Die Vorrichtung weist zumindest ein Wälzlager auf. Das Aufhängungsaxiallager ermöglicht die Übertragung von axialen Kräften zwischen der Feder und der Fahrzeugkarosserie, und in der Zwischenzeit ermöglicht es die relative Winkelbewegung zwischen der Feder, die in Rotation beweglich ist, und dem feststehenden Trägerblock, der an der Karosserie befestigt ist.In general, a vehicle suspension system includes a suspension strut that carries an axle and a vehicle wheel. A suspension-type bearing device is disposed at an upper portion of the suspension spring strut, opposite to the wheel and the ground, and between a suspension spring and an upper support block attached to the body of the vehicle. The device has at least one rolling bearing. The suspension thrust bearing allows the transmission of axial forces between the spring and the vehicle body, and in the meantime, it enables the relative angular movement between the spring, which is movable in rotation, and the stationary support block, which is fixed to the body.
Zu diesem Zweck wird die Feder durch einen Federsitz abgestützt, der an dem Aufhängungsaxiallager vorgesehen ist. Genauer umfasst das Aufhängungsaxiallager eine unter Abstützfläche, die an Endwindungen der Feder anliegt. Die Federabstützfläche weist eine radiale Fläche auf, um eine axiale Kraft aufzunehmen. Die Federabstützfläche kann auch eine röhrenförmige axiale Fläche aufweisen, um radiale Verformungen aufzunehmen, und die Federzentrierung sicherzustellen.For this purpose, the spring is supported by a spring seat which is provided on the suspension thrust bearing. More specifically, the suspension thrust bearing includes a support surface which abuts against end turns of the spring. The spring support surface has a radial surface to receive an axial force. The spring support surface may also have a tubular axial surface to accommodate radial deformations and ensure spring centering.
Es ist aus der
Jedoch sind manche Funktionen wie Dichtung, Komponentenanordnung und Robustheit aufgrund des Fehlens von axialem und/oder radialem Raum nicht zufriedenstellend. Insbesondere sind solche kompakten Aufhängungsaxiallagervorrichtungen nicht robust genug für Automobile in schweren Anwendungen.However, some functions such as sealing, component placement, and ruggedness are unsatisfactory due to the lack of axial and / or radial space. In particular, such compact suspension journal bearings are not robust enough for automobiles in heavy duty applications.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Das Ziel der Erfindung ist es, ein verbessertes Aufhängungsaxiallager mit einem kompakten Schrägkugellager bereitzustellen, das robust, einfach zusammenzubauen ist und reduzierte Kosten hat.The object of the invention is to provide an improved suspension thrust bearing with a compact angular contact ball bearing which is robust, easy to assemble and has reduced costs.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Aufhängungsaxiallagervorrichtung, die zur Verwendung mit einer Aufhängungsfeder in einem Automobilaufhängungsfederbein bestimmt ist. Das Aufhängungsaxiallager ist ringförmig und weist ein Schrägkugellager, eine obere Schale und eine untere Schale auf. Das Kugellager weist einen Innenring, der einen torodialen Abschnitt mit einer konkaven äußeren Laufbahn hat, einen Außenring, der einen torodialen Abschnitt mit einer konkaven inneren Laufbahn hat, und eine Reihe an Kugeln auf, die zwischen den Laufbahnen gemäß einem Schrägkontakt angeordnet sind. Die untere Schale weist eine axiale Nabe und einen nach außen auskragenden radialen Flansch auf, der sich von der axialen Nabe erstreckt, wobei eine untere Fläche des Flansches dazu bestimmt ist, eine Aufhängungsfeder abzustützen, und eine obere Fläche des Flansches den torodialen Abschnitt des Außenrings des Schrägkugellagers abstützt. Die obere Schale weist einen ringförmigen Körper, der eine innere Bohrung hat, und eine äußere Fläche auf, die den torodialen Abschnitt des Innenrings des Schrägkugellagers abstützt.To this end, the invention relates to a suspension axial bearing device intended for use with a suspension spring in an automotive suspension strut. The suspension thrust bearing is annular and has an angular contact ball bearing, an upper shell and a lower shell. The ball bearing has an inner ring having a toroidal portion with a concave outer raceway, an outer race having a toroidal portion with a concave inner raceway, and a series of balls disposed between the raceways according to a tapered contact. The lower shell has an axial hub and an outwardly projecting radial flange extending from the axial hub, a lower surface of the flange being adapted to support a suspension spring, and an upper surface of the flange forming the toroidal portion of the outer ring of the flange Angular contact ball bearing supports. The upper shell has an annular body having an inner bore and an outer surface supporting the toroidal portion of the inner race of the angular ball bearing.
Gemäß der Erfindung weist die Aufhängungsaxiallageranordnung des Weiteren einen ringförmigen Schild auf. Der ringförmige Schild ist mit einem radialen Abstützabschnitt versehen, der axial eine obere Fläche des ringförmigen Körpers der oberen Schale und eine obere Fläche des torodialen Abschnitts des Außenrings, beide in direktem Kontakt, abdeckt. Der ringförmige Schild ist mit einem inneren Halteabschnitt versehen, der sich nach innen von dem radialen Abschnitt nach unten erstreckt, und der eine gebogene Form hat, die in einer zugehörigen Vertiefung angeordnet ist, die an der oberen Schale vorgesehen ist. Der ringförmige Schild ist des Weiteren mit einem äußeren axialen Bord versehen, der sich nach außen axial hinwärts zu der unteren Schale von dem radialen Abschnitt nach unten erstreckt, an der entgegengesetzten radialen Seite zu dem inneren Halteabschnitt. Der äußere axiale Bord deckt radial eine äußere vordere Fläche des radialen Flansches der unteren Schale ab, ohne einen Kontakt. Ein freies Ende des äußeren axialen Bords ist radial nach innen hinwärts zu der unteren Schale gebogen und wirkt mit einer äußeren ringförmigen Rippe zusammen, die sich radial von dem Flansch der unteren Schale nach außen erstreckt, um einen axialen Halt der oberen und unteren Schale zusammen zu garantieren, zwischen denen das Kugellager festgeklemmt ist.According to the invention, the suspension axial bearing assembly further comprises an annular shield. The annular shield is provided with a radial support portion which axially covers an upper surface of the annular body of the upper shell and an upper surface of the toroidal portion of the outer ring, both in direct contact. The annular shield is provided with an inner holding portion extending inwardly downwardly from the radial portion and having a curved shape disposed in an associated recess provided on the upper shell. The annular shield is further provided with an outer axial rim extending outwardly axially downwardly toward the lower shell from the radial portion downwardly on the opposite radial side to the inner retaining portion. The outer axial rim radially covers an outer front surface of the radial flange of the lower shell without contact. A free end of the outer axial flange is radial bent inwardly toward the lower shell and cooperates with an outer annular rib which extends radially outwardly from the flange of the lower shell to together guarantee an axial retention of the upper and lower shell between which the ball bearing is clamped.
Dank dieser Erfindung werden die untere und obere Schale, zwischen denen das Schrägkugellager untergebracht ist, axial mittels des ringförmigen Schilds zusammengehalten. Der ringförmige Schild ist an der oberen Schale befestigt und weist einen äußeren Abschnitt auf, der mit der unteren Schale zusammenwirkt, um eine relative axiale Verschiebung zu begrenzen.Thanks to this invention, the lower and upper shells, between which the angular contact ball bearing is housed, held together axially by means of the annular shield. The annular shield is secured to the upper shell and has an outer portion which cooperates with the lower shell to limit relative axial displacement.
Des Weiteren bildet das gebogene freie Ende des ringförmigen Schilds eine Labyrinthdichtung mit der korrespondierenden Nut der unteren Schale.Furthermore, the curved free end of the annular shield forms a labyrinth seal with the corresponding groove of the lower shell.
Der ringförmige Schild ist einfach herzustellen und an einer Aufhängungsaxiallagervorrichtung zu montieren. Er stellt beide Funktionen der Anordnungshaltung und Dichtung sicher. Der ringförmige Schild ist extrem flach und erhöht die axialen und radialen Abmessungen der Vorrichtung nicht. Dann ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung geeignet, eine kompakte Ausgestaltung mit guten Robustheitseigenschaften zu haben.The annular shield is easy to manufacture and mount to a suspension journal bearing device. It ensures both assembly position and seal functions. The annular shield is extremely shallow and does not increase the axial and radial dimensions of the device. Then, the device according to the invention is suitable to have a compact design with good robustness properties.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht obligatorisch sind, kann eine solche Aufhängungslagervorrichtung eine oder mehrere der folgenden Merkmale beinhalten:
- - Der Innen- und der Außenring sind aus einem geprägten Metallblech hergestellt.
- - Die obere Schale ist aus einem steifen Kunststoffmaterial hergestellt.
- - Die untere Schale ist aus einem steifen Kunststoffmaterial hergestellt.
- - Die untere Schale ist aus einem Metall hergestellt.
- - Die untere Schale weist einen steifen Versteifungseinsatz auf.
- - Der Versteifungseinsatz erstreckt sich radial und ist dazu bestimmt, die Aufhängungsfeder direkt abzustützen.
- - Die obere Schale weist eine innere Bohrung auf, die zumindest teilweise eine kegelstumpfförmige Form hat und der innere Halteabschnitt, der sich nach innen von dem radialen Abschnitt nach unten erstreckt, hat auch eine kegelstumpfförmige Form, die mit der kegelstumpfförmigen inneren Bohrung der oberen Schale zusammenpasst.
- - Die obere Fläche der oberen Schale ist mit einer ringförmigen axialen Nut versehen, und der innere Halteabschnitt, der sich nach innen von dem radialen Abschnitt nach unten erstreckt, hat eine wesentliche axiale Ausdehnung und ist in der Nut angeordnet.
- - Die Aufhängungsaxiallagervorrichtung weist ein Dichtmittel auf, das an der unteren Schale befestigt ist und mit zumindest einer Dichtlippe versehen ist.
- - Die Dichtlippe ist in Gleitkontakt mit dem Innenring des Schrägkugellagers.
- - Die Dichtlippe ist in Gleitkontakt mit dem ringförmigen Schild.
- - Der Innenring des Schräglagers weist einen ersten radialen Abschnitt auf, der sich von dem torodialen Abschnitt radial nach innen erstreckt, wobei der erste radiale Abschnitt gegen eine untere Fläche der oberen Schale anliegt.
- - Der Innenring des Schräglagers weist einen zweiten radialen Abschnitt auf, der sich von dem torodialen Abschnitt axial nach außen erstreckt, wobei der radiale Abschnitt des ringförmigen Schilds in direkten Kontakt den zweiten radialen Abschnitt des Innenrings abdeckt.
- - Der Innenring ist des Weiteren mit einem äußeren axialen Bord versehen, der sich nach außen von dem zweiten radialen Abschnitt nach unten erstreckt und hinwärts zu der unteren Schale ausgerichtet ist, wobei der äußere Bord des ringförmigen Schilds radial den Bord des Innenrings abdeckt.
- - Der ringförmige Schild ist aus einem geprägten Metallblech hergestellt.
- - The inner and outer rings are made of embossed sheet metal.
- - The upper shell is made of a rigid plastic material.
- - The lower shell is made of a rigid plastic material.
- - The lower shell is made of a metal.
- - The lower shell has a stiff stiffening insert.
- - The stiffening insert extends radially and is intended to support the suspension spring directly.
- The upper shell has an inner bore at least partially frustoconical in shape, and the inner retaining portion extending inwardly from the radial portion downward also has a frusto-conical shape which mates with the frusto-conical inner bore of the upper shell ,
- The upper surface of the upper shell is provided with an annular axial groove, and the inner retaining portion, which extends inwardly from the radial portion, has a substantial axial extension and is disposed in the groove.
- - The suspension Axiallagervorrichtung has a sealing means which is fixed to the lower shell and is provided with at least one sealing lip.
- - The sealing lip is in sliding contact with the inner ring of the angular contact ball bearing.
- - The sealing lip is in sliding contact with the annular shield.
- - The inner ring of the angular bearing has a first radial portion which extends radially inwardly from the torodial portion, wherein the first radial portion abuts against a lower surface of the upper shell.
- - The inner ring of the angular bearing has a second radial portion extending axially outwardly from the torodial portion, wherein the radial portion of the annular shield in direct contact covers the second radial portion of the inner ring.
- The inner ring is further provided with an outer axial rim extending downwardly outwardly from the second radial portion and directed towards the lower shell, the outer rim of the annular shield radially covering the rim of the inner ring.
- - The annular shield is made of an embossed metal sheet.
Figurenlistelist of figures
Die Erfindung wird nun im Zusammenhang mit den angehängten Figuren, als veranschaulichende Beispiele, erklärt werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu beschränken. In den angehängten Figuren:
-
1 ist eine Schnitthalbansicht einer Aufhängungslagervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
2 ist eine Schnitthalbansicht einer Aufhängungslagervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und -
3 ist eine Schnitthalbansicht einer Aufhängungslagervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 Fig. 10 is a cross sectional view of a suspension bearing apparatus according to a first embodiment of the invention; -
2 Fig. 10 is a sectional half-view of a suspension bearing apparatus according to a second embodiment of the invention; and -
3 Fig. 10 is a sectional half-view of a suspension bearing apparatus according to a third embodiment of the invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF SOME EMBODIMENTS
Im Folgenden sind die Adjektive „axial“ und „radial“ bezüglich der Mittelachse
Die Aufhängungsaxiallagervorrichtung
Das Schrägkugellager
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Außenring
Um der axialen und radialen Kompaktheit des Schrägkugellagers
Die untere Schale
Eine obere Fläche des radialen Flansches
Eine untere Fläche des radialen Flansches
Die untere Schale
Die obere Schale
Die obere Schale
Vorteilhafterweise bestehen die untere Schale
Gemäß der Erfindung weist die Aufhängungsaxiallagervorrichtung
Der ringförmige Schild
Der ringförmige Schild
Vorteilhafterweise kann die innere Bohrung
Der ringförmige Schild ist des Weiteren mit einem äußeren axialen Bord
Der ringförmige Schild
Des Weiteren weist der äußere axiale Bord
Das gebogene freie Ende
Der Flansch
Vorteilhafterweise ist der ringförmige Schild
Vorteilhafterweise weist die Aufhängungsaxiallagervorrichtung
Das erste Dichtmittel
Das zweite Dichtmittel
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in
Genauer weist der Innenring
Der ringförmige Schild
Vorteilhafterweise ist der radiale Abschnitt
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist in
Genauer ist die obere Fläche der oberen Schale
Der ringförmige Schild
In dieser Ausführungsform ist ein zweites Dichtmittel
Repräsentative, nicht beschränkende Beispiele der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail mit Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich dazu gedacht, einem Fachmann weitere Details zum Durchführen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren zu lehren und ist nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindung zu beschränken. Des Weiteren kann jede der zusätzlichen Merkmale und oben offenbarten Lehren getrennt oder in Zusammenhang mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um besserte Aufhängungslagervorrichtungen bereitzustellen.Representative, non-limiting examples of the present invention have been described above in detail with reference to the attached drawings. This detailed description is merely intended to teach one skilled in the art further details for practicing preferred aspects of the present teachings and is not intended to limit the scope of the invention. Furthermore, each of the additional features and teachings disclosed above may be used separately or in conjunction with other features and teachings to provide improved suspension bearing devices.
Des Weiteren können verschiedene Merkmale der oben beschriebenen repräsentativen Beispiele sowie der verschiedenen unabhängigen und abhängigen Ansprüche unten auf Arten kombiniert werden, die nicht spezifisch und explizit aufgezählt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren bereitzustellen.Furthermore, various features of the above-described representative examples as well as the various independent and dependent claims may be combined below in ways that are not specifically and explicitly enumerated to provide additional useful embodiments of the present teachings.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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2017
- 2017-09-29 DE DE102017217401.3A patent/DE102017217401A1/en active Pending
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