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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 2013 218 498 A1 ist ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug bekannt, bei dem zwischen einem ersten Lagerflansch und einem zweiten Lagerflansch ein Gleitlager angeordnet ist, wobei dem Gleitlager eine Labyrinthdichtung vorgeschaltet ist, um das Eindringen von Spritzwasser und Dreck in dem Bereich des Gleitlagers zu vermeiden.
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Aus der
DE 10 2013 206 978 A1 ist ein Federbeinlager mit einer Kappe und mit einem gegenüber der Kappe drehbar gelagerten Führungsring bekannt, wobei zwischen der Kappe und dem Führungsring ein Axiallager angeordnet ist und wobei zwischen der Kappe und dem Führungsring eine Labyrinthdichtung und eine schleifende Dichtung angeordnet sind.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2011 004 334 ein Federbeinlager mit einem Wälzlager, das axial zwischen einem oberen Trägerteil und einem unteren Trägerteil angeordnet ist, sowie mit einem Dichtring, wobei das obere Trägerteil zwei obere Borden und das untere Trägerteil zwei untere Borden aufweist, wobei die oberen und die unteren Borden derart ineinander greifen, dass eine kombinierte Labyrinth- und Schleifringdichtung gebildet wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtung für ein Federbeinlager derart weiterzubilden, dass eine besonders einfache Montage des Federbeinlagers möglich ist und die Dichtwirkung erhöht wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Federbeinlager für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Führungsring und eine gegenüber dem Führungsring drehbar gelagerte Kappe, wobei zwischen dem Führungsring und der Kappe ein Wälzlager mit einem am Führungsring anliegenden Innenring und einem an der Kappe anliegenden Außenring angeordnet ist, gelöst. Dabei sind zwischen dem Innenring und dem Außenring eine Mehrzahl von Wälzkörpern angeordnet. Zwischen der Kappe und dem Führungsring ist eine Labyrinthdichtung ausgebildet, welche das Eindringen von Spritzwasser oder Verschmutzungen in dem Bereich des Wälzlagers unterbinden soll. Es ist vorgesehen, dass die Kappe mittels eines Schnappverschlusses an dem Führungsring des Federbeinlagers befestigt ist. Durch den Schnappverschluss ist eine besonders einfache Montage der Kappe möglich, zudem wird durch den Schnappverschluss eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Führungsring und der Kappe hergestellt, so dass die Gefahr eines Verrutschens oder eines Verlierens der Kappe minimiert wird. Durch die Labyrinthdichtung wird die Reibung im Federbeinlager minimiert.
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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 des Federbeinlagers ist vorgesehen, dass die Kappe eine Mehrzahl von Durchbrüchen aufweist, wobei die Durchbrüche fluidisch mit dem Labyrinth der Labyrinthdichtung verbunden sind. Durch entsprechende axiale Durchbrüche kann eine kostengünstige Auslegung der Kappe erreicht werden. In diese Durchbrüche kann das Werkzeug axial eindringen und somit die Schnappverbindung entformen. Somit ist der Werkzeugbau des Spritzgusswerkzeuges kostengünstiger und die Zykluszeiten in der Produktion können verkürzt werden. Allerding kann durch diese Öffnungen Spritzwasser in das Federbeinlager eindringen, was auf geeignete Art und Weise wieder abgeleitet werden muss. Dabei erfolgt die Ableitung des Spritzwassers in das Labyrinth und von dort aus in Richtung einer Eintrittsöffnung der Labyrinthdichtung, so dass das Spritzwasser von dem Wälzlager ferngehalten wird und nach Außen aus dem Federbeinlager abgeführt wird.
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In einer vorteilhaften Verbesserung des Federbeinlagers ist vorgesehen, dass an der dem Führungsring zugewandten Seite der Durchbrüche mindestens ein Steg angeordnet ist, um in das Federbeinlager eindringendes Wasser in Richtung der Eintrittsöffnung der Labyrinthdichtung abzuleiten. Durch die Stege kann die Gefahr eines Eindringens von Wasser oder Schmutz weiter verringert werden, da das Spritzwasser gezielt in Richtung der Eintrittsöffnung der Labyrinthdichtung abgeleitet wird. Dieser Steg ist innenliegend zu der Schnappverbindung am Innendurchmesser des Durchbruchs angeordnet. Dieser Steg verhindert, dass das von oben eindringende Spritzwasser nach innen laufen kann. Das Wasser wird nach unten hin abgeleitet und verlässt das Federbeinlager wieder durch die Öffnung im Bereich der Schnappverbindung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schnappverschluss an einem Außendurchmesser des Federbeinlagers ausgebildet ist. Da der Bauraum im Bereich des Innendurchmessers begrenzt ist, ist eine Schnappverbindung am Innendurchmesser schwierig zu realisieren. Zudem wirken hier aufgrund des geringeren Durchmessers auf die einzelnen Rastnasen der Schnappverbindung höhere Kräfte, wodurch die Dauerhaltbarkeit herabgesetzt werden kann. Durch eine Schnappverbindung am Außendurchmesser ist eine relativ einfache und betriebssichere Schnappverbindung möglich, wobei die Kräfte für die einzelnen Rastnasen und Stege begrenzt bleiben. Dies senkt die Reibung an den Kontaktstellen und erhöht die Dauerhaltbarkeit. Zudem ist eine einfache Montage und Demontage der Kappe möglich.
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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 Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Endabschnitt eines Federbeins mit einer Federbeinlagerung und einer erfindungsgemäßen Abdichtung;
- 2 eine Draufsicht auf den Endabschnitt des Federbeins;
- 3 eine weitere Darstellung des Endabschnitts eines Federbeins mit einer Federbeinlagerung und einer erfindungsgemäßen Abdichtung.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federbeinlagers 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Federbeinlager 1 weist ein Abschlusselement, insbesondere eine Kappe 4, und einen Führungsring 2 auf, wobei die Kappe 4 gegenüber dem Führungsring 2 drehbar gelagert ist. Der Führungsring 2 ist vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, beispielsweise einem Polyamid (PA66) mit einem Glasfaseranteil von 25% bis 50%, ausgeführt. Der Führungsring 2 ist vorzugsweise durch ein Trägerblech 3 verstärkt, um die Steifigkeit des Federbeinlagers zu erhöhen. Der Führungsring 2 nimmt einen Endabschnitt einer nicht dargestellten Feder des Federbeins auf. Die Federkräfte der Feder werden über den Führungsring 2 in die Kappe 4 und von dort in das Federdom-Lager geleitet. Der Führungsring 2 ist über ein Wälzlager 5, vorzugsweise ein Axialkugellager, axial in Richtung einer Drehachse des Federbeinlagers 1 gelagert. Das Wälzlager 5 ermöglicht eine Verdrehung des Führungsrings 2 relativ zu der Kappe 4. Das Wälzlager 5 kann sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen. Dazu liegt ein erste Lagerring 6 an dem Führungsring 2 des Federbeinlagers 1 und ein zweiter Lagerring 7 an der Kappe 4 an. Zwischen den beiden Lagerringen 6, 7 sind Wälzkörper 8, insbesondere Kugeln, angeordnet, um eine Drehbewegung zu ermöglichen.
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An der Kappe 4 und an dem Führungsring 2 sind jeweils Stege 10, 11 ausgebildet, welche eine Labyrinthdichtung 9 zwischen der Kappe und dem Führungsring 2 ausbilden und somit das Eindringen von Schmutz und Spritzwasser in das Federbeinlager 1 erschweren. Die Kappe 4 ist mittels eines Schnappverschlusses 13 an einem Steg 11 im Bereich des Außendurchmessers des Führungsringes 2 befestigt. An der Kappe 4 sind vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen eine Mehrzahl von Durchbrüchen 14 ausgebildet, welche ein Lösen der Schnappverbindung 13 ermöglichen. An einer dem Führungsring 2 zugewandten Innenseite der Kappe ist mindestens ein ableitender Steg 15 ausgebildet, welcher das durch die Durchbrüche eindringende Spritzwasser in Richtung einer Eintrittsöffnung 12 der Labyrinthdichtung 9 ableitet und somit verhindert, dass das Spritzwasser oder der Schmutz in Richtung des Wälzlagers durch die Labyrinthdichtung 9 gefördert werden.
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In 2 ist eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Federbeinlager 1 dargestellt. Dabei ist der Führungsring 2 in axialer Richtung parallel zu einer Mittelachse des Federbeinlagers 1 im Wesentlichen durch die Kappe 4 abgedeckt. Wie in 2 zu erkennen ist, sind die Rastnasen der Schnappverbindung 13 eingerastet und befestigen die Kappe 4 an dem Führungsring. Dabei ist eine Verdrehung der Kappe 4 relativ zum Führungsring 2 möglich, das Abnehmen der Kappe 4 ist jedoch durch die Schnappverbindung 13 gehemmt.
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In 3 ist eine weitere Darstellung des erfindungsgemäßen Federbeinlagers gezeigt. Bei im Wesentlichen gleichem Aufbau wie zu 1 beschrieben sind in dieser Darstellung insbesondere die Durchbrüche 14 in der Kappe 4 sowie die Stege 15 zu erkennen, mit denen durch die Durchbrüche 14 in das Federbeinlager 1 eindringendes Spritzwasser in Richtung der Eintrittsöffnung 12 abgeleitet wird. Um die Reibung zu reduzieren, können für die Kontaktstellen zwischen der Kappe 4 und dem Führungsring 2 entsprechende Werkstoffpaarungen gewählt werden, welche niedrige Haftreibungs- und Gleitreibungskoeffizienten aufweisen. Ferner kann an zumindest einem der Bauteile eine entsprechende Beschichtung vorgesehen sein, um die Reibung weiter zu minimieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federbeinlager
- 2
- Führungsring
- 3
- Trägerblech
- 4
- Abschlusselement / Kappe
- 5
- Wälzlager
- 6
- Innenring
- 7
- Außenring
- 8
- Wälzkörper
- 9
- Labyrinthdichtung
- 10
- Erster Steg
- 11
- Zweiter Steg
- 12
- Eintrittsöffnung
- 13
- Schnappverschluss
- 14
- Durchbruch
- 15
- Steg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013218498 A1 [0003]
- DE 102013206978 A1 [0004]
- DE 102011004334 [0005]
