DE102010025372A1 - Suspension strut bearing for rotatably supporting e.g. shock absorber of front axle system opposite to body of two-track vehicle, has spring support and guide ring with resilient seal lip that grindingly cooperates with rotating edge of cap - Google Patents
Suspension strut bearing for rotatably supporting e.g. shock absorber of front axle system opposite to body of two-track vehicle, has spring support and guide ring with resilient seal lip that grindingly cooperates with rotating edge of cap Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die gegenwärtige Erfindung betrifft ein Federbeingleitlager. Insbesondere betrifft die gegenwärtige Erfindung ein Federbeingleitlager mit einer topfförmig geformten Kappe, die einen um eine Mittelachse des Federbeingleitlagers umlaufenden Rand ausgebildet hat.The present invention relates to a spring loaded sliding bearing. In particular, the present invention relates to a spring journal bearing with a cup-shaped cap which has formed around a central axis of the Federbeingleitlagers peripheral edge.
Üblicherweise dient ein Federbeinlager zur Aufnahme eines Federbeins, mit dem sich insbesondere ein gelenktes Rad, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, gegenüber einer Karosserie abstützt. Das Federbein als solches umfasst hierbei einen teleskopartigen Stoßdämpfer mit einer in einem Zylinder beweglich geführten Kolbenstange und eine den Stoßdämpfer umgebende Schraubenfeder, die als Fahrzeugtragfeder dient. Die Schraubenfeder ist dabei zwischen dem Federteller des Federbeinlagers und einem weiteren Federteller, der mit dem Zylinder des Stoßdämpfers verbunden ist, eingespannt. Das Federbein, d. h. der Stoßdämpfer und die Schraubenfeder, sind somit gemeinsam über das Federbeinlager drehbeweglich gegen die Karosserie abgestützt. Das Federbeinlager ermöglicht eine gewisse Spielfreiheit des Federbeins einschließlich der die Schraubenfeder abstützenden Federteller gegenüber der Karosserie. Je nach Anforderung ist das Drehlager als ein Wälz- oder ein Gleitlager ausgebildet.Usually, a suspension strut bearing serves to receive a strut with which, in particular, a steered wheel, for example a motor vehicle, is supported relative to a body. The shock absorber as such in this case comprises a telescopic shock absorber with a piston rod movably guided in a cylinder and a coil spring surrounding the shock absorber, which serves as a vehicle suspension spring. The coil spring is clamped between the spring plate of the suspension strut bearing and another spring plate which is connected to the cylinder of the shock absorber. The strut, d. H. the shock absorber and the coil spring are thus rotatably supported together on the strut bearing rotatably against the body. The suspension strut bearing allows a certain freedom of play of the shock absorber including the spring plate supporting the coil spring relative to the body. Depending on the requirement, the pivot bearing is designed as a rolling or sliding bearing.
Ein derartiges Federbeinlager ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
Um ein Federbein hinsichtlich der versteifenden Wirkung zu beeinflussen, d. h. um beispielsweise die Federkonstante zu erhöhen, offenbart die europäische Patentanmeldung
Weiterhin sind in der modernen Fahrwerkstechnik sogenannte Dichtungsanordnungen offenbart. Dichtungsanordnungen werden im Allgemeinen dazu verwendet, um das Eindringen von Partikeln, Schmutz oder Nässe in den Wirkbereich eines Bauteils zu vermeiden.Furthermore, so-called sealing arrangements are disclosed in modern suspension technology. Sealing arrangements are generally used to prevent the penetration of particles, dirt or moisture into the effective range of a component.
Ein Anwendungsbeispiel hierfür stellen axiale Federbeinlager von Fahrzeugen dar. Die Federbeinlager werden beispielsweise bei Vorderachssystemen von Zweispurfahrzeugen eingesetzt und ermöglichen Schwenkbewegungen des Federbeins, die aus Lenkbewegungen resultieren. Aufgrund des Einsatzes von Zweispurfahrzeugen in einer beliebigen Umwelt kann es zu einer Kontamination des Lagers mit unterschiedlichen Medien, wie zum Beispiel Staub oder Feuchtigkeit, kommen. Bei einer Lenkbewegung werden zwei Elemente, die über das axiale Federbeinlager miteinander verbunden sind, gegeneinander gedreht und erlauben eine gleichzeitige Lastübertragung zwischen den Elementen. Diese Elemente können im Falle des Federbeinlagers ein Federbeinauflageteller für eine Feder und ein mit einer Fahrzeugkarosserie verbundenes Gummimetall-Lager sein.An example of this application represent axial suspension strut bearings of vehicles. The suspension strut bearings are used for example in front axle systems of two-lane vehicles and allow pivoting movements of the shock absorber, which result from steering movements. Due to the use of two-lane vehicles in any environment, contamination of the bearing with various media, such as dust or moisture, may occur. In a steering movement, two elements, which are interconnected via the axial strut bearing, rotated against each other and allow a simultaneous load transfer between the elements. These elements may be a spring strut bearing plate for a spring and a rubber-metal bearing connected to a vehicle body in the case of the strut mount.
Derartige im Stand der Technik bekannte Dichtungsanordnungen für Federbeinlager sind beispielsweise in den deutschen Offenlegungsschriften
Trotz dieser bereits auf die hohen Ansprüche angepassten Bauweisen von Federbeinlagern gewinnt der Kosten-Nutzen-Faktor an zunehmender Bedeutung, wobei insbesondere durch diverse Einzelteilanfertigungen, wie vor allem durch Dichtungsanordnungen an einem Federbein, hohe Kosten verursacht werden. Zudem werden Einzelteile, die ein Federbeinlager hinsichtlich der Einsatzfunktionen unterstützen, oft aufgrund zu hoher Montagekosten weggelassen.Despite this already adapted to the high demands of construction of strut mounts, the cost-benefit factor is gaining in importance, which in particular by various individual parts, especially by sealing arrangements on a strut, high costs are caused. In addition, items that support a strut mount with respect to the deployment functions, often omitted due to high installation costs.
Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein Federbeingleitlager zu schaffen, das kostengünstig und einfach herstellbar ist, wobei zugleich dämpfende und versteifende Eigenschaften erfüllt sind und zudem ein Eindringen von fremden Stoffen in den Wirkbereich des Federbeingleitlagers vermieden ist.Object of the present invention is to provide a Federbeingleitlager, which is inexpensive and easy to manufacture, at the same time damping and stiffening properties are met and also penetration of foreign substances in the effective range of Federbeingleitlagers is avoided.
Die obige Aufgabe wird durch ein Federbeingleitlager gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 umfasst.The above object is achieved by a Federbeingleitlager comprising the features in
Das Federbeingleitlager der gegenwärtigen Erfindung umfasst eine topfförmig geformte Kappe, die einen um eine Mittelachse des Federbeingleitlagers umlaufenden Rand ausgebildet hat, wobei ein dem Federbeingleitlager zugeordnetes Gleitelement radial und axial zur Mittelachse angeordnet ist, so dass das Federbeingleitlager axiale und/oder radiale Kräfte aufnimmt. Solche Gleitelemente sind hinreichend im Stand der Technik offenbart, so dass das Federbeingleitlager für mittlere bis hohe Belastungen ausgelegt ist.The strut bearing of the present invention comprises a pot-shaped cap which extends around a central axis of the cap Federbeingleitlagers circumferential edge has formed, wherein a Federbeingleitlager associated sliding element is arranged radially and axially to the central axis, so that the Federbeingleitlager receives axial and / or radial forces. Such sliding elements are sufficiently disclosed in the prior art, so that the Federbeingleitlager is designed for medium to high loads.
Erfindungsgemäß ist um die Mittelachse des Federbeingleitlagers ein Element angeordnet, das eine elastische Dichtlippe aufweist, die mit dem umlaufenden Rand der Kappe schleifend zusammenwirkt, so dass eine schleifende Dichtung im Federbeingleitlager erzielt ist.According to the invention, an element is arranged around the central axis of the spring sliding bearing, which has an elastic sealing lip which interacts in a grinding manner with the peripheral edge of the cap, so that a sliding seal is achieved in the spring sliding bearing.
Die Wirkungsweise der schleifenden Dichtung beruht darauf, dass das Element mit der relativ schmalen Dichtlippe mit einem bestimmten Anpressdruck an der Gegenfläche, d. h. am umlaufenden Rand der topfförmig geformten Kappe, anliegt und so Verunreinigungen oder Feuchtigkeit abhält und/oder den Austritt von Schmierstoff im Federbeingleitlager verhindert.The mode of operation of the abrasive seal is based on the fact that the element with the relatively narrow sealing lip with a certain contact pressure on the counter surface, d. H. at the peripheral edge of the cup-shaped cap, rests and so prevents contamination or moisture and / or prevents the escape of lubricant in Federbeingleitlager.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Element eine Federauflage, die ein axiales und/oder radiales Widerlager für eine Schraubenfeder bildet, wobei deren Material eine Armierung umschließt und zusammen mit der Dichtlippe ein einstückiges Bauteil bildet, so dass für die Herstellung der Federauflage ferner ein Verfahren für das einstückige Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass die Armierung mit dem Material der Federauflage umspritzt und die elastische Dichtlippe ausgeformt wird.In a preferred embodiment of the invention, the element is a spring support, which forms an axial and / or radial abutment for a coil spring, wherein the material surrounds a reinforcement and together with the sealing lip forms a one-piece component, so that for the preparation of the spring support further Process for the one-piece component is characterized in that the reinforcement is overmolded with the material of the spring support and the elastic sealing lip is formed.
Im Besonderen unterscheiden sich das Material der Armierung und das Material der Federauflage hinsichtlich eines jeweiligen Elastizitätsmoduls. Vorzugsweise weist dabei das Material der Armierung einen größeren Elastizitätsmodul als das Material der Federauflage auf, so dass die Materialfestigkeit bzw. die Materialhärte der Armierung höher ist als die der Federauflage. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein härterer Kunststoff für die Armierung gewählt wird. Ferner kann die Armierung aus einem Metall, einem faserverstärktem Werkstoff oder einem sonstigen Werkstoff bestehen, der einen Elastizitätsmodul aufweist, so dass die Armierung eine erforderliche Festigkeit bzw. Härte besitzt. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass bei der Erfindung das Material der Armierung auch einen kleineren Elastizitätsmodul als das Material der Federauflage aufweisen kann.In particular, the material of the reinforcement and the material of the spring support differ with respect to a respective modulus of elasticity. Preferably, the material of the reinforcement has a greater modulus of elasticity than the material of the spring support, so that the material strength or the material hardness of the reinforcement is higher than that of the spring support. This can be achieved by choosing a harder plastic for the reinforcement. Furthermore, the reinforcement can be made of a metal, a fiber-reinforced material or another material having a modulus of elasticity, so that the reinforcement has a required strength or hardness. It is obvious to a person skilled in the art that in the invention the material of the reinforcement can also have a smaller modulus of elasticity than the material of the spring support.
Aufgrund der Ausgestaltung als ein einstückiges Bauteil sind die Federauflage, die Armierung und die Dichtlippe untrennbar miteinander verbunden und erfüllen zudem mehrere Aufgaben. Zum einen gewährleistet die Armierung eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber den mechanischen Belastungen beim Einsatz eines Federbeingleitlagers, wobei die Dichtlippe zum anderen den oben aufgeführten Nutzen mit sich bringt.Due to the configuration as a one-piece component, the spring seat, the reinforcement and the sealing lip are inseparably connected to each other and also fulfill several tasks. On the one hand, the reinforcement ensures greater resistance to the mechanical stresses when using a spring-loaded plain bearing, with the sealing lip leading to the other benefits listed above.
Gemäß einer Ausführungsform bestehen die Federauflage und die Dichtlippe aus gleichem Material, wie z. B. aus einem weichen Kunststoff bzw. Gummi. In diesem Zusammenhang liegen die aus Kunststoff bestehende Federauflage und Dichtlippe in Form von Elastomeren, Thermoplasten oder Duroplasten vor, wobei sie bei einer Gummiausbildung in Form von Kautschuk vorliegen. Somit erzielt man, dass die Federauflage neben einer dämpfenden Eigenschaft auch eine geräuschmindernde Wirkung zwischen der Schraubenfeder und dem Federbeingleitlager ausbildet. Beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug stützen sich der Stoßdämpfer und die Schraubenfeder gemeinsam über das Federbeingleitlager drehbeweglich gegenüber der Fahrzeugkarosserie ab.According to one embodiment, the spring seat and the sealing lip made of the same material, such as. B. from a soft plastic or rubber. In this context, the existing plastic spring support and sealing lip are in the form of elastomers, thermoplastics or thermosets, where they are present in a rubber formation in the form of rubber. Thus, it is achieved that the spring seat in addition to a damping property also forms a noise-reducing effect between the coil spring and the Federbeingleitlager. When used in a motor vehicle, the shock absorber and the coil spring are supported together rotatably via the Federbeingleitlager relative to the vehicle body.
Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Federauflage und die Dichtlippe aus unterschiedlichem Material bestehen. Bei einer derartigen Ausgestaltung besteht die Federauflage aus einem härteren Kunststoff als die Dichtlippe, so dass die Dichtlippe an die Federauflage angespritzt bzw. durch einen Vulkanisationsvorgang ein solches Zwei-Komponenten-Bauteil hergestellt wird.In addition, it is conceivable that the spring seat and the sealing lip made of different materials. In such an embodiment, the spring seat is made of a harder plastic than the sealing lip, so that the sealing lip is molded onto the spring seat or produced by a vulcanization such a two-component component.
Derartige Verfahren von Umspritzen, Anspritzen und sonstigen weiteren chemisch-technischen Verfahren von Bau- und Formteilen sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie werden häufig dann eingesetzt, wenn an die Bau- und Formteile hohe Anforderungen gestellt werden und ein Werkstoff allein diese nicht mehr erfüllen kann.Such methods of encapsulation, injection molding and other other chemical-technical processes of building and molded parts are known in many forms and designs on the market and in use. They are often used when high demands are placed on the structural and moldings and a material alone can no longer meet these requirements.
Ferner ist die Verbindung von der Armierung und der Federauflage von besonderem Interesse, die durch einen Umspritzvorgang die Herstellung eines komplexen und montagefertigen Bauteils in einem Fertigungsschritt ermöglicht. Beifolgend ist auch erkennbar, dass durch die oben beschriebene Ausformung der Dichtlippe durch ein sonstiges aufgeführtes Verfahren, wie beispielsweise durch einen Anspritzvorgang, d. h. die Verbindung der Dichtlippe an die Federauflage mit der bereits eingebetteten Armierung, sämtliche die Federauflage betreffende Arbeitsvorgänge in einem kontinuierlichen Arbeitsprozess mittels eines Spritzgusswerkzeuges durchführbar sind, wie beispielsweise durch ein Mehr-Komponenten-Spritzgießverfahren.Furthermore, the connection of the reinforcement and the spring support is of particular interest, which enables the production of a complex and ready-to-assemble component in one production step by an extrusion coating process. By the same token, it can also be seen that as a result of the above-described shaping of the sealing lip by another listed method, such as, for example, by an injection-molding process, i. H. the connection of the sealing lip to the spring support with the already embedded reinforcement, all operations relating to the spring support in a continuous work process by means of an injection molding tool are feasible, such as by a multi-component injection molding.
Bei Mehr-Komponenten-Spritzgießverfahren gibt es verschiedene Arten des Spritzgießens, denen allen gemeinsam ist, dass Spritzgusswerkzeuge mit zwei oder auch mehreren Spritzeinheiten, aber gegebenenfalls nur einer Schließeinheit benötigt werden. Die Spritzeinheiten müssen harmonierend arbeiten, aber immer unabhängig voneinander steuerbar sein. Die Komponenten können durch eine Spezialdüse eingespritzt oder an verschiedenen Stellen ins Werkzeug eingebracht werden.In multi-component injection molding, there are several types of injection molding, which all have in common that injection molding tools with two or more injection units, but if necessary, only one clamping unit is required. The injection units must work harmoniously but always be independently controllable. The components can be injected through a special nozzle or placed in different places in the tool.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass bei der Erfindung auch andere Komponentenverbindungsverfahren anwendbar sind, da die Kunststoff- als auch Metallverarbeitungstechnik weitere für die Erfindung einsetzbare Verfahren zur untrennbaren Verbindung von Bau- und Formteilen im Stand der Technik offenbart.It is obvious to the person skilled in the art that other component joining methods can also be used in the invention, since the plastics and metal processing technology discloses further methods which can be used for the invention for the inseparable joining of structural and molded parts in the prior art.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Element ein Führungsring und bildet zusammen mit der Dichtlippe ein einstückiges Bauteil, so dass für die Herstellung des Führungsrings ferner ein Verfahren für das einstückige Bauteil dadurch gekennzeichnet ist, dass die elastische Dichtlippe am Führungsring ausgeformt wird.In an alternative embodiment of the invention, the element is a guide ring and forms together with the sealing lip a one-piece component, so that for the production of the guide ring further a method for the one-piece component is characterized in that the elastic sealing lip is formed on the guide ring.
Vorteilhafterweise bestehen hier der Führungsring und die Dichtlippe aus unterschiedlichem Material. Der Führungsring besteht hauptsächlich aus einem harten Kunststoff, wie beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff oder vorzugsweise aus Polyoxymethylen, um gute Gleiteigenschaften für das im Federbeingleitlager angeordnete Gleitelement zu gewährleisten. Die Dichtlippe ist dagegen aus einem weichen Kunststoff bzw. Gummi ausgebildet, so dass hier in der Ausgestaltung des Führungsrings und der Dichtlippe wieder eines der oben aufgeführten Verfahren von Anspritzen, Vulkanisieren oder sonstigen chemisch-technischen Verfahren Anwendung findet und demzufolge an dieser Stelle nicht noch einmal aufgeführt wird.Advantageously, here the guide ring and the sealing lip made of different material. The guide ring consists mainly of a hard plastic, such as a glass fiber reinforced plastic or preferably polyoxymethylene, to ensure good sliding properties for the arranged in Federbeingleitlager slider. The sealing lip, however, is formed of a soft plastic or rubber, so that here in the embodiment of the guide ring and the sealing lip again one of the above-mentioned methods of injection molding, vulcanization or other chemical-technical process application and therefore not at this point again is listed.
Eine Weiterführung der Erfindung kann vorsehen, dass eine dem Federbeingleitlager zugeordnete Zwischenauflage mit einer elastischen Dichtlippe derart mit dem umlaufenden Rand der Kappe schleifend zusammenwirkt, dass auch durch die Zwischenauflage ein Eindringen von fremden Stoffen in den Wirkbereich des Federbeingleitlagers vermieden ist.A continuation of the invention may provide that a Zwischenbelage assigned to the Federbeingleitlager cooperates with an elastic sealing lip in such a manner with the peripheral edge of the cap that even by the intermediate support intrusion of foreign substances in the effective range of Federbeingleitlagers is avoided.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:In the following, embodiments of the invention and their advantages with reference to the accompanying figures will be explained in more detail. The proportions in the figures do not always correspond to the actual size ratios, as some shapes are simplified and other shapes are shown enlarged in relation to other elements for ease of illustration. Showing:
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße Federbeingleitlager ausgestaltet sein kann und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.For identical or equivalent elements of the invention, identical reference numerals are used. Furthermore, for the sake of clarity, only reference symbols are shown in the individual figures, which are required for the description of the respective figure. The illustrated embodiments are only examples of how the spring washer bearing according to the invention can be configured and thus do not represent a final limitation of the invention.
Im Besonderen ist um die Mittelachse
Neben der elastischen Dichtlippe
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn die Federauflage
Auf der Grundlage, dass das Umspritzen der Armierung
Die in dieser Ausführung zu entnehmenden Merkmale einschließlich ihrer Bezugszeichen sind identisch mit der Ausführungsform nach
Die gegenwärtige Erfindung ist in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden. Dennoch können Änderungen und Abwandlungen der hier vorgeschlagenen Gestaltungen des Federbeingleitlagers durchgeführt werden, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The present invention has been described in terms of preferred embodiments. Nevertheless, changes and modifications of the proposed designs of the Federbeingleitlagers can be carried out without departing from the scope of the following claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FederbeingleitlagerStrut bearings
- 33
- Kappecap
- 55
- Führungsringguide ring
- 77
- Mittelachsecentral axis
- 99
- Randedge
- 1111
- GleitelementSlide
- 1313
- Dichtlippesealing lip
- 1515
- Schraubenfedercoil spring
- 1717
- Federauflagespring Plate
- 1919
- Armierungreinforcement
- 2121
- Widerlagerabutment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3737770 C2 [0003] DE 3737770 C2 [0003]
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