DE19806829C1 - Oberer Federteller für ein Federbein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen oberen Federteller für, ein Federbein mit ei­ nem Widerlager für eine Feder an seiner Unterseite und einer Anlage für ein Wälzlager an seiner Oberseite, wobei der Federteller mit einer Ummantelung aus gummielastischem Material versehen ist, die an dem Widerlager eine Federunterlage für die Feder ausbildet.

Aus der US 51 33 573 ist ein derartiger Federteller bekannt. Das Wälzlager ruht hierbei auf einem inneren Bereich des Federtellers, der mit einem äußeren Bereich, an dem sich die Feder abstützt, über ein gummielastisches Element verbunden ist. Zur Abdichtung des Wälzla­ gers dienen separate Dichtelemente.

Derartige Federteller werden beispielsweise in McPherson-Federbeinen verwendet. Ein McPherson-Federbein weist einen Stoßdämpfer mit Kolbenstange auf, über den eine Feder gestülpt ist. Die Feder stützt sich mit beiden Enden an Federtellern ab. Der obere Federteller ist mit einem Federbeinmodul zur Befestigung an der Karosserie eines Fahr­ zeugs versehen.

Aus der DE 44 08 859 C1 ist ein oberer Federteller bekannt, der ein Wi­ derlager für eine Feder an seiner Unterseite und eine Anläge für ein Wälzlager an seiner Oberseite aufweist. Die Feder stützt sich hierbei direkt am Federteller ab. Da sowohl die Feder als auch der Federteller aus metallischem Werkstoff hergestellt sind, kann es zu Geräuschbelä­ stigungen kommen. Darüber hinaus muß das Widerlager mit hoher Präzision hergestellt werden, um eine vollflächige Anlage der Feder zu gewährleisten.

Es ist darüber hinaus bekannt, das Widerlager des Federtellers mit einer Einlage aus gummielastischem Material zu versehen. Diese Einlage ist ein etwa ringförmiges, separates Bauteil aus gummielastischem Mate­ rial. Es muß beim Zusammenbau des Federbeins daher ein zusätzliches Bauteil relativ genau eingebaut werden. Die Herstellungskosten erhö­ hen sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federteller der ein­ gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß seine Herstel­ lung vereinfacht und verbilligt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Ummantelung eine Dichtlippe zur Abdichtung des Wälzlagers aus­ bildet.

Diese Dichtlippe bewirkt eine fast vollständige Abdichtung des Wälzla­ gers gegenüber Nässe und/oder Schmutz, ohne daß weitere Bauteile erforderlich sind. Es können dann ungedichtete Wälzlager verwendet werden, die kostengünstiger sind als gedichtete Wälzlager.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Vorteilhaft ist die Federunterlage mit radial verlaufenden Ausnehmun­ gen versehen, die am Umfang mit Abstand zueinander angeordnet sind. Diese Ausnehmungen ermöglichen geringe Verformungen der Fe­ derunterlage auf Grund der Federkraft.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Federunterlage mit einem An­ schlag für das Ende der Feder versehen.

Die Dichtung ist vorteilhaft berührungslos und oberhalb des Wälzlagers in Form von Dichtspalten ausgebildet, die zwischen der Ummantelung des Federtellers und einer Umhüllung eines Stützlagers für das Wälzla­ ger angeordnet sind. In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform be­ grenzt die Dichtlippe mit dieser Umhüllung einen im wesentlichen ring­ förmigen Dichtspalt. In einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform begrenzt die Dichtlippe zusammen mit einem radial auswärts abragen­ den Flansch dieser Umhüllung einen Dichtspalt. Gemäß einer dritten vorteilhaften Ausführungsform weist die Dichtlippe einen radial nach innen abragenden Ansatz auf, der diese Umhüllung übergreift und mit ihr einen Dichtspalt begrenzt.

Bei der zweiten und dritten Ausführungsform kann zusätzlich ein im wesentlichen ringförmiger Dichtspalt, wie bei der ersten Ausführungs­ form, vorgesehen sein. Es wird dann ein L-förmiger Dichtspalt gebildet, der das Wälzlager zuverlässig gegen das Eindringen von Staub oder anderen Partikeln schützt.

In vorteilhafter Weiterbildung bildet die Ummantelung des Federtellers auch die Anlageflächen für das Wälzlager aus. Hierdurch wird ein direk­ ter metallischer Kontakt zwischen dem Federteller und dem Wälzlager vermieden, was die Schallentwicklung vermindert.

Die etwa senkrecht verlaufende Anlagefläche für das Wälzlager, die das Wälzlager an dessen Innenumfang berührt, ist bevorzugt mit Zäh­ nen versehen. Diese Zähne bewirken einen Toleranzausgleich. Ein der­ artiger Toleranzausgleich ist wegen der verhältnismäßig großen Tole­ ranzen des Wälzlagers vorteilhaft. Die erforderliche Haltekraft des Fe­ dertellers auf dem Wälzlager läßt sich besser erreichen, ohne daß der Anpreßdruck zwischen Federteller und Wälzlager zu groß wird.

Der Federteller kann zusätzlich mit einem Zuganschlag für eine Kolben­ stange des Federbeins versehen sein. Je nach der Abstimmung des Fe­ derbeins ist dieser als weicher oder harter Zuganschlag ausgebildet.

Ein weicher Zuganschlag besteht vorteilhaft aus einem im wesentlichen flachen Flansch des Federtellers, der eine Verdickung der Ummantelung aufweist. Ein harter Zuganschlag weist bevorzugt einen gebogenen Flansch des Federtellers auf, auf den die Ummantelung mit im wesent­ lichen gleichbleibender Dicke aufgebracht ist.

Der Zuganschlag an dem Federteller wirkt mit einem Flansch eines Fe­ derbeinmoduls zusammen. Bei Verwendung eines weichen Zugan­ schlags kommt dieser Flansch mit der Verdickung der Ummantelung des Federtellers in Kontakt, die sich elastisch etwas verformen kann. Bei einem harten Zuganschlag steht nur die geringe Verformung der Ummantelung ohne Verdickung zur Verfügung.

Der Federteller sowie gegebenenfalls die Ummantelung können mit ei­ ner oder mehreren Wasserablaufbohrungen versehen sein.

Vorteilhaft umgibt die Ummantelung den Federteller vollständig. Zur Fixierung der Ummantelung können Durchflußbohrungen im Federteller angebracht sein. Diese Durchflußbohrungen sind ausreichend, um die Ummantelung ohne Haftmittelauftrag aufzubringen. Zusätzlich kann ein geeignetes Haftmittel verwendet werden, das stellenweise oder auf der ganzen Oberfläche des Federtellers aufgebracht wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen nä­ her erläutert, die in der Zeichnung, in schematischer Weise dargestellt sind. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Federbeins,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Federtel­ ler mit Federbeinmodul,

Fig. 3 die vergrößerte Einzelheit X aus Fig. 2 in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt durch das Wälzlager des Federtellers mit den dazugehörigen Anlageflächen,

Fig. 7 bis 9 unterschiedliche Ausführungsmöglichkeiten für die Zähne, und

Fig. 10 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 in einer weiteren Ausfüh­ rungsform.

In Fig. 1 ist schematisch ein Federbein 10 dargestellt. Es umfaßt ei­ nen Stoßdämpfer 11 mit einer Kolbenstange 12. Die Kolbenstange 12 ist in Pfeilrichtung 13, 14 beweglich. Zur Befestigung an einer nicht näher dargestellten Karosserie ist ein Lagergehäuse 15 vorgesehen, das mit einem Kernteil 16 zur Aufnahme der Kolbenstange 12 über einen Tragkörper 17 aus gummielastischem Material verbunden ist. Das La­ gergehäuse 15, das Kernteil 16 und der Tragkörper 17 bilden ein Fe­ derbeinmodul.

Das Federbein 10 weist weiter eine Feder 18 auf, die sich an einem unteren Federteller 19 sowie einem oberen Federteller 20 abstützt. Der obere Federteller 20 stützt sich über ein Wälzlager 21 an dem Feder­ beinmodul ab. Beide Federteller 19, 20 bilden an ihrem Außenumfang ein Widerlager 22 für die Feder 18 aus.

Die Feder 18 stützt sich somit über das Wälzlager 21 und das Feder­ beinmodul 15, 16, 17 im wesentlichen direkt an der Karosserie ab. Verdrehungen des Federtellers 20 werden über das Wälzlager 21 von der Karosserie entkoppelt. Die Bewegungen der Kolbenstange 12 wer­ den über den Tragkörper 17 abgeführt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen oberen Federteller 20, der mit einer Ummantelung 23 versehen ist. Die Um­ mantelung 23 ist am Federteller 20 über Durchflußbohrungen 27 fi­ xiert.

Sie bildet am Rand des Federtellers 20 eine Federunterlage 24 für die Feder 18 in Form einer Nut 25 aus. Die Federunterlage 24 ist mit ei­ nem Anschlag 26 für die Feder 18 versehen.

Die Nut 25 bildet eine radiale Führung für die Feder 18, während der Anschlag 26 eine Verdrehsicherung darstellt.

Das Lagergehäuse 15 bildet ein Stützlager 28 für den Federteller 20. Das Stützlager 28 weist einen Metallkern 29 auf, der mit einer Umhül­ lung 30 versehen ist. Diese Umhüllung 30 besteht bevorzugt aus gummielastischem Material.

Das Wälzlager 21 ist zwischen dem Federteller 20 und dem Stützlager 28 aufgenommen. Die Ummantelung 23 bildet entsprechende Anlage­ flächen 31, 32. Am Stützlager 28 sind ebenfalls Anlageflächen 33, 34 ausgebildet. Die radial innen- und außenliegenden Anlageflächen 31, 34 sind mit Zähnen 46 versehen, die in den Fig. 6 bis 9 näher dar­ gestellt sind.

Der erfindungsgemäße Federteller 20 ist weiter mit einer Abdichtung für das Wälzlager 21 versehen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Ummantelung 23 mit einer Dichtlippe 40 versehen, die nach oben bis etwa zur Oberkante der Umhüllung 30 abragt. Zwischen der Dicht­ lippe 40 und der Umhüllung 30 wird ein im wesentlichen ringförmiger Dichtspalt 48 gebildet. Dieser ist oberhalb des Wälzlagers 21 angeord­ net und schützt vor Nässe, Staub und/oder Schmutz. Eventuell eindrin­ gende Nässe wird über Wasserablaufbohrungen 44 abgeleitet.

Der Federteller 20 ist weiter mit einem harten Zuganschlag 37 für die Kolbenstange 12 versehen. Der Zuganschlag 37 besteht aus einem gebogenen Flansch 38, der von der Ummantelung 23 umgeben ist. Die Dicke der Ummantelung 23 im Bereich des Zuganschlags 37 ist im we­ sentlichen gleichbleibend. Der Flansch 38 mit seiner Ummantelung 23 wirkt mit einem Flansch 39 am Kernteil 16 des Federbeinmoduls zu­ sammen.

Wird die Kolbenstange 12 in Pfeilrichtung 14 nach unten gezogen, so kommt bei Erreichen einer bestimmten Verschiebung des Kernteils 16 der Flansch 39 in Kontakt mit dem Zuganschlag 37. Eine unzulässig große Bewegung der Kolbenstange 12 in Pfeilrichtung 14 wird hier­ durch vermieden.

Der Federteller 22 sowie die Ummantelung 23 sind bevorzugt mit Wasserablaufbohrungen 44 versehen. Diese Ablaufbohrungen 44 ge­ währleisten, daß eventuell von oben her eindringende Feuchtigkeit ab­ geleitet wird.

Fig. 3 zeigt eine Darstellung der Einzelheit X aus Fig. 2 in einer ande­ ren Ausführungsform.

Bei dieser anderen Ausführungsform umfaßt die Abdichtung für das Wälzlager 21 einen Flansch 35, der von der Umhüllung 30 des Stützla­ gers 28 vorsteht. Dieser Flansch 35 wirkt mit einer Dichtlippe 36 der Ummantelung 23 zusammen. Zwischen der Dichtlippe 36 und dem Flansch 35 wird ein Dichtspalt 47 ausgebildet. Zusätzlich ist ein im wesentlichen ringförmiger Dichtspalt 48 vorhanden, so daß sich insge­ samt ein L-förmiger Dichtspalt 47, 48 ergibt. Dieser schützt das Wälz­ lager 21 vor Nässe, Staub und/oder Schmutz.

In Fig. 3 ist weiter ein weicher Zuganschlag 41 dargestellt. Dieser Zuganschlag 41 besteht im wesentlichen aus einem geraden Flansch 42 des Federtellers 20, bei dem die Ummantelung 23 an der dem Flansch 39 zugewandten Seite mit einer Verdickung 43 versehen ist. Bei einer unzulässig großen Verschiebung der Kolbenstange 12 in Pfeilrichtung 14 und einem Kontakt zwischen dem Flansch 39 und dem Zuganschlag 41 kann sich diese Verdickung 43 noch etwas verformen. Der Zuganschlag 41 ist somit etwas weicher als der Zuganschlag 37.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten des Widerlagers 22 für die Fe­ der 18.

Die Nut 25 weist einen Anschlag 26 für das Ende der Feder 18 auf. Sie ist weiter, mit Ausnehmungen 45 versehen, die geringe Verformungen der Ummantelung 23 unter Federkraft ermöglichen. Größe, Anzahl und Anordnung der Ausnehmungen 45 richten sich nach dem konkreten Anwendungsfall.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Lagerung des Wälzlagers 21. Das Wälzlager 21 selbst ist hier nur schematisch und beispielhaft als Kugel­ lager dargestellt.

Die Ummantelung 23 des Federtellers 20 bildet die radial innenliegende Anlagefläche 31. In analoger Weise bildet die Umhüllung 30 des Me­ tallkerns 29 des Lagergehäuses 15 die radial außenliegende Anlageflä­ che 34. Beide Anlageflächen 31, 34 sind mit Zähnen 46 versehen.

Diese Zähne 46 bewirken den Ausgleich von Toleranzen des Wälzla­ gers 21, des Federtellers 20 mit Ummantelung 23 und des Stützlagers 28. Der Festsitz des Federtellers 20 ohne zu großen Anpreßdruck an das Wälzlager 21 ist gewährleistet.

Einzelne Zahnformen sind in den Fig. 7 bis 9 dargestellt. Gemäß Fig. 7 können relativ wenige, große und zueinander beabstandete Zähne 46a verwendet werden. Fig. 8 zeigt den Einsatz von kleinen, relativ kurzen Zähnen 46b. In Fig. 9 sind kleine, dicht nebeneinander gestellte Zähne 46c dargestellt.

Bei allen Zahnarten nach den Fig. 7 bis 9 erfolgt ein Toleranzaus­ gleich durch eine Verformung der Zähne 46a, 46b, 46c.

Zur Herstellung der Ummantelung 23 wird der Federtellers 20 mit gummielastischem Material umspritzt. Die Durchflußbohrungen 27 ge­ währleisten eine ausreichende Befestigung der Ummantelung 23 ohne zusätzliche Haftmittel. Die Federunterlage 24, die Dichtlippen 36 oder 40, die Anlageflächen 31 und 32 für das Wälzlager 21 sowie die Zu­ ganschläge 37 oder 41 können gleichzeitig in einem Arbeitsgang her­ gestellt werden.

Fig. 10 zeigt eine weitere Darstellung ähnlich Fig. 3 in einer dritten Ausführungsform. Hierbei sind gleiche Bauteile mit denselben Bezugs­ zeichen wie in Fig. 3 versehen. Zur Erläuterung dieser Bauteile wird auf die Beschreibung zu Fig. 3 verwiesen. Bei dieser Ausführungsform ist die Dichtlippe 49 radial einwärts bis über die Umhüllung 30 des Stützlagers 28 verlängert und übergreift diese mit einem vorstehenden Ansatz 50. Zwischen diesem Ansatz 50 und der Umhüllung 30 wird ein Dichtspalt 51 ausgebildet. Zur Verbesserung der Dichtwirkung ist, wie in Fig. 3, zusätzlich ein im wesentlichen ringförmiger Dichtspalt 48 vorgesehen. Es wird wiederum ein etwa L-förmiger Dichtspalt 48, 51 bereitgestellt.

Der erfindungsgemäße Federteller 20 ist einfach im Federbein 10 mon­ tierbar. Die Ummantelung 23 bewirkt neben der Lagerung der Feder 22 einen Schutz des Federtellers 20 vor Korrosion und Beschädigung. Auch die Schallabstrahlung wird vermindert. Gleichzeitig erfolgt eine berührungslose weit oben liegende Abdichtung des Wälzlagers 21, das wegen der an der Ummantelung 23 ausgebildeten Zähne 46 fest ohne zu großen Anpreßdruck auf dem Federteller 20 sitzt.

Claims (16)

1. Oberer Federteller (20) für ein Federbein (10), mit einem Wider­ lager (22) für eine Feder (18) an seiner Unterseite und einer An­ lage (31, 32) für ein Wälzlager (21) an seiner Oberseite, wobei der Federteller (20) mit einer Ummantelung (23) aus gummiela­ stischem Material versehen ist, die an dem Widerlager (22) eine Federunterlage (24) für die Feder (18) ausbildet, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ummantelung (23) eine Dichtlippe (36, 40, 49) zur Abdichtung des Wälzlagers (21) ausbildet.

2. Federteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federunterlage (24) mit radial verlaufenden Ausnehmungen (45) versehen ist, die am Umfang mit Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Federteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federunterlage (24) mit einem Anschlag (26) für das En­ de der Feder (18) versehen ist.

4. Federteller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (47, 48, 51) des Wälzlagers (21) be­ rührungslos ausgebildet ist.

5. Federteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtlippe (36; 40; 49) mit einer Umhüllung (30) eines Stützlagers (28) einen im wesentlichen ringförmigen Spalt (48) begrenzt.

6. Federteller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtlippe (36) mit einem radial auswärts ab­ ragenden Flansch (35) eines Stützlagers (28) einen Dichtspalt (47) begrenzt.

7. Federteller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtlippe (49) einen radial nach innen abra­ genden Ansatz (50) aufweist, der eine Umhüllung (30) eines Stützlagers (28) übergreift und mit dieser einen Dichtspalt (51) begrenzt.

8. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (23) die Anlageflächen (31, 32) für das Wälzlager (21) ausbildet.

9. Federteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa senkrecht verlaufende Anlagefläche (31) für das Wälzlager (21) mit Zähnen (46) zum Toleranzausgleich versehen ist.

10. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (20) mit einem Zuganschlag (37; 41) für eine Kolbenstange (12) des Federbeins (10) verse­ hen ist, der mit einem Flansch (39) eines Federbeinmoduls (15, 16, 17) zusammenwirkt.

11. Federteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganschlag (41) aus einem im wesentlichen flachen Flansch (42) des Federtellers (20) mit einer Verdickung (43) der Umman­ telung (23) besteht.

12. Federteller nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganschlag (37) aus einem gebogenen Flansch (38) des Feder­ tellers (20) mit einer Ummantelung (23) im wesentlichen gleich­ bleibender Dicke besteht.

13. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (20) sowie die Ummantelung (23) mit einer oder mehreren Wasserablaufbohrungen (44) ver­ sehen sind.

14. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (23) den Federteller. (20) vollständig umgibt.

15. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (20) mit einer oder mehreren Durchflußbohrungen (27) für das gummielastische Material der Ummantelung (23) versehen ist.

16. Federteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (20) stellenweise oder voll­ ständig mit einem Haftmittel zum Fixieren der Ummantelung (23) versehen ist.