DE2020930A1

DE2020930A1 - Mc-Pherson strut for motor vehicles

Info

Publication number: DE2020930A1
Application number: DE19702020930
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schmidt
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1970-04-29
Publication date: 1971-11-25

Description

Mc Pherson Federbein für Kraftfahrzeugs Gegenstand der Erfindung ist ein Radführungskräfte aufnehmendes Mc Pherson Federbein für Kraftfahrzeuge, bei dem ein aus einem Gehäuse und einer dicht aus dem Gehäuse treten den Kolbenstange bestehender Teleskopschwingungsdämpfer einerseits kardanisch beweglich mit einem Fahrzeugaufbau und andererseits fest mit einem Fahrzeugrad verbunden ist, wobei zur Aufnahme von Federkräften eine Schraubenfeder konzentrisch zwischen Kolbenstange und Gehäuse vorgesehen ist. Mc Pherson strut for motor vehicles is the subject of the invention is a Mc Pherson suspension strut for motor vehicles that absorbs wheel control forces, in which one from a housing and one tightly from the housing step the piston rod existing telescopic vibration damper on the one hand gimbal movable with a Vehicle body and on the other hand is firmly connected to a vehicle wheel, wherein A helical spring concentrically between the piston rod to absorb spring forces and housing is provided.

Die Bezeichnung Mc Pherson Federbein geht auf die USA-Patentschrift 2 624 592 zurück. Das aus der britischen Patentschrift 1 115 890 bekannte Mc Pherson Federbein entspricht einer heute üblichen Ausführung und ist als Zweirohrdämpfer mit einer das AuBenrohr umgebenden Schraubenfeder ausgebildet, wobei die Kolbenstange mit dem Aufbau und das Gehäuse mit dem Achsschenkel verbunden sind. Das Öl im Ausgleichsraum ist den hohen Beschleunigungen des Achsschenkels ausgesetzt, wodurch in nachteiliger Weise Verschäumung des Öls im Ausgleichsraum des Zweirohrdämpfers hervorgerufen werden kann. Die seitlichen Radführungskräfte verursachen in der Kolbenstange Biegebeanspruchungen.The designation Mc Pherson strut comes from the USA patent 2 624 592 back. The Mc Pherson known from British patent specification 1,115,890 The shock absorber corresponds to a design that is common today and is a twin-tube damper formed with a helical spring surrounding the outer tube, the piston rod are connected to the structure and the housing to the steering knuckle. The oil in the compensation chamber is exposed to the high accelerations of the steering knuckle, which results in disadvantageous Wise foaming of the oil caused in the compensation chamber of the twin-tube damper can be. The lateral wheel guidance forces cause bending stresses in the piston rod.

Die Kolbenstange kann wegen der beschränkter Größe des Ausgleichsraumes in ihrem Durchmesser nicht beliebig groß ausgeführt werden, so daß die durch Biegemomente hervorgerufenen Verformungen der Kolbenstange eine exakte Radführung in nachteiliger Weise beeinträchtigen können.Due to the limited size of the compensation space, the piston rod can are not made arbitrarily large in diameter, so that the bending moments caused deformations of the piston rod an exact wheel guidance in disadvantageous Way affect can.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 62-5 418 ist ein Mc Pherson Federbein bekannt, bei dem das Außenrohr eines Schwingungsdämpfers mit dem Fahrzeug aufbau verbunden ist und teleskopartig in einem den Achsschenkel tragenden Führungsrohr gleitet, wobei die von Biegungskräften entlastete Kolbenstange des Schwingunysdämpfers am Boden des Führungsrohrs befestigt ist. Das große Widerstandsmoment des Außenrohres des Schwingungsdämpfers, das bei dieser Ausführung auf Biegung beansprucht ist, verhindert unzulässige Verformungen des Federbeins. Es besteht aber der Nachteil, daß diese Ausführung verhältnismässig aufwendig ist und besondere Maßnahmen zur Schmierung und Abdichtung des in dem FUhrungsrohrgleitenden Außenrohres erforderlich sind.From the German Auslegeschrift 1 62-5 418 a Mc Pherson strut is known, in which the outer tube of a vibration damper build with the vehicle is connected and telescopically in a guide tube carrying the steering knuckle slides, with the piston rod of the vibration damper relieved of bending forces is attached to the bottom of the guide tube. The large section modulus of the outer tube the vibration damper, which is subjected to bending in this version, prevents impermissible deformation of the shock absorber. But there is the disadvantage that this execution is relatively expensive and special measures for Lubrication and sealing of the outer tube sliding in the guide tube required are.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, ein Mc Pherson Federbein ohne die aufgezeigten Nachteile zu schaffen, und löst diese Aufgabe durch die Kombination folgender Merkmale: a) ein rohrförmiges durch einen oberen Boden, eine Zwischenwand und einen unteren Deckel axial unterteiltes Gehäuse ist am Boden mit dem Fahrzeugaufbau verbunden und bildet einen oberen mit Öl und Gas gefüllten Ausgleichsbehälter und einen unteren mit Öl gefüllten Arbeitszylinder, in dem ein Dämpfungekolbenverschiebbar ist, b) eine unten aus dem Gehäuse tretende Kolbenstange von groBem Widerstandsmoment gegen Biegung ist im Deckel und in der Zwischenwand des Gehäuses gelagert, an ihrem unteren Ende mit dem Achsschenkel und in ihrem mittleren Abschnitt mit dem Dämpfungskolben verbunden, c) das obere in den Ausgleichsbehilterragende Ende der Kolbenstange stützt sich an einer im Ausgleichsbehälter angeordneten Schraubenfeder eb? die an dem Boden des Gehäuses anliegt.The invention is concerned with the object of a Mc Pherson strut without creating the disadvantages indicated, and solves this problem through the combination the following features: a) a tubular through an upper floor, a partition and a lower cover axially divided housing is at the bottom with the vehicle body connected and forms an upper expansion tank filled with oil and gas and a lower working cylinder filled with oil, in which a damping piston can be displaced is, b) a piston rod protruding from the bottom of the housing with a large section modulus against bending is mounted in the cover and in the partition wall of the housing, on their lower end with the steering knuckle and in its middle section with the damping piston connected, c) supports the upper end of the piston rod protruding into the expansion tank on a coil spring arranged in the expansion tank eb? those on the ground of the housing.

Das Mc Pherson Federbein gemäß der Erfindung vereinigt in sich die Vorteile einer dicken Kolbenstange mit geringer Verformbarkeit gegen Biegung, einer geringen mit dem Achsschenkel verbundenen ungefederten Masse, eines nicht mit den hohen Beschleunigungen der Achse belegten Ausgleichsraumes, einer großen Abstützbasis der Kolbenstange zwischen den Lagern im Deckel und in der Zwischenwand und einer geschEitzten Anordn-ung der Schraubenfeder in einem nicht der Witterung ausgesetzten Raum. Vorzugsweise wird die Schraubenfeder als Kegelstumpffeder mit sehr kurzer Blocklänge ausgebildet, um auf diese Weise Einbaulänge zu sparen. Wird der Ausgleichsbehälter mit Druck gefüllt, so ergeben sich wegen der dicken Kolbenstange schon bei geringen Drücken erhebliche Tragkräfte. Dann kann die Schraubenfeder entsprechend schwach und klein im Durchmesser ausgeführt werden. Bei Druckfullung besteht zugleich die Möglichkeit einer lastabhäggigen Regelung der Tragkraft des Mc Pherson Federbeins, indem durch Zuspeisen von Druckmittel die Tragkraft erhöht und durch Ablassen von Druckmittel die Tragkraft erniedrigt wird.The Mc Pherson strut according to the invention combines the Advantages of a thick piston rod with little deformability against bending, one small unsprung mass connected to the steering knuckle, one not connected to the high accelerations of the axis occupied compensation space, a large support base the piston rod between the bearings in the cover and in the partition and one Carved arrangement of the coil spring in a place that is not exposed to the weather Space. Preferably, the helical spring is designed as a frustoconical spring with a very short Block length designed in order to save installation length in this way. Becomes the expansion tank filled with pressure, the thick piston rod results in even small ones Press significant load capacities. Then the coil spring can be correspondingly weak and small in diameter. With pressure filling there is also the Possibility of load-dependent regulation of the load-bearing capacity of the Mc Pherson shock absorber, by increasing the load capacity by supplying pressure medium and by releasing Pressure medium the load capacity is lowered.

Das aus der US-Patentschrift 2 653 021 bekannte Federbein weist hinsichtlich Arbeitszylinder und Ausgleichsraum die gleiche Raumfolge auf wie die Erfindung. Die Patentschrift konnte jedoch nicht Lehre für die Erfindung ein, da die Verbindung des Bodens mit dem Fahrzeug M aufbau, die Abstützung des oberen Kolbenstangenendes gegen eine Schraubenfeder und die Verbindung eines Achsschenkelsmit dem unteren Ende der Kolbenstange fehlen.The strut known from US Pat. No. 2,653,021 has with regard to The working cylinder and compensation space have the same sequence of rooms as the invention. However, the patent could not teach the invention as the compound of the floor with the vehicle M, the support of the upper end of the piston rod against a coil spring and the connection of a steering knuckle to the lower one The end of the piston rod is missing.

Ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federbeins ist r.An exemplary embodiment of a strut according to the invention is r.

der Zeichnung dargestellt: Ein rohrformiges Gehäuse 1 ist durch einen oberen Boden 7, eine Zwischenand 8 und einen unteren Deckel 9 axial unterteilt und bildet einen oberen erweiterten Ausgleichsbehälter 4, abgeschloesEn durch den Boden 7 und die Zwischenwand 8, und einen Arbeitszylinder 2, abgeschlossen durch die Zwischenwand 8 und den unteren Deckel 9.the drawing shown: A tubular housing 1 is through a upper base 7, an intermediate edge 8 and a lower cover 9 and divided axially forms an upper widened expansion tank 4, closed off by the bottom 7 and the partition 8, and a working cylinder 2, closed by the partition 8 and the lower cover 9.

Der Arbeitszylinder 2 nimmt einen ventilbestückten Dämpfungskolben 3 auf. Der Boden 7 weist einen Befestigungsstift 14 auf, der mit einem Fahrzeugaufbau 24 kardanisch beweglich und elastisch verbunden ist.The working cylinder 2 takes a valve-fitted damping piston 3 on. The bottom 7 has a fastening pin 14 with a vehicle body 24 is gimbaled movably and elastically connected.

Eine Kolbenstange 10 ist an ihrem unteren freien Ende 15 mit einem ein Fahrzeugrad 26 tragenden Achsschenkel 16 fest verbunden. Die kolbenstange 10 durchdringt den Deckel 9 und die Zwischenwand 8 und ist in einer Büchse 17 des Deckels 9 und einer Büchse 18 der Zwischenwand 8 geführt. Die Kolbenstange 10 ist in ihrem mittleren Abschnitt mit dem Dämpfungskolben 3 verbunden. Das in den Ausgleichsbehälter 4 ragende Ende 12 der Kolben stange 10 stützt sich über eine Kugelpfanne; 19 an einer Kegelstumpffeder 13 ab, die andererseits am Boden 7 anliegt und ihre Federkraft über den Boden 7 an den Fahrzeugaufbau 24 weiterleitet. Der Ausgleichsbehälter 4 weist einen Anschluß 20 für ein Füliventil 21 auf, durch das Öl oder Gas geregelt oder ungeregelt eingefüllt werden kann.A piston rod 10 is at its lower free end 15 with a a steering knuckle 16 carrying a vehicle wheel 26 is fixedly connected. The piston rod 10 penetrates the cover 9 and the partition 8 and is in a sleeve 17 of the cover 9 and a sleeve 18 of the intermediate wall 8 out. The piston rod 10 is in her middle section connected to the damping piston 3. That in the expansion tank 4 protruding end 12 of the piston rod 10 is supported by a ball socket; 19 at a truncated cone spring 13, which on the other hand rests on the bottom 7 and its spring force forwards via the floor 7 to the vehicle body 24. The expansion tank 4 has a connection 20 for a filling valve 21 through which oil or gas is regulated or can be filled in unregulated.

Wird das Federbein für eine gelenkte Achse verwendet, bei der der Achsschenkel 16 gegenüber dem Aufbau 24 schwenkbar ist, so kann der Widerstand der Kolbenstange 10 bei Verdrehung in der Büchse 17, der Büchse 1ß und der Kugelpfanne 19 sehr klein gehalten werden, was als weiterer Vorteil zu werten ist.If the shock absorber is used for a steered axle where the The stub axle 16 can be pivoted relative to the structure 24, so the resistance of the Piston rod 10 when rotated in the sleeve 17, the sleeve 1ß and the ball socket 19 can be kept very small, which is to be seen as a further advantage.

Claims

Patent claims:

f "l. Mc Pherson strut for motor vehicles absorbing wheel guidance forcesJ in which a piston rod consisting of a housing and a piston rod emerging from the housing Telescopic vibration damper on the one hand gimbal movable with a vehicle body and on the other hand is firmly connected to a vehicle wheel, wherein for receiving Spring forces create a coil spring concentrically between the piston rod and the housing is provided, characterized by the combination of the features: aj a tubular through an upper base (7), an intermediate wall (8) and a lower cover (9) axially divided housing is connected to the vehicle body (24) at the bottom and forms an upper expansion tank (4) filled with oil and gas, and a lower one working cylinder (2) filled with oil, in which a damping piston (3) can be displaced is, b) a piston rod (10) protruding from the bottom of the housing and has a large section modulus against bending is mounted in the cover and in the partition wall of the housing, on their lower end with a steering knuckle (16) and in its middle section with the Damping piston connected, c) the upper end protruding into the expansion tank (12) of the piston rod is supported on a helical spring located in the expansion tank (13), which rests against the bottom of the housing.

2. Suspension strut according to the features of claim 1, characterized in that that the helical spring is designed as a frustoconical spring of short block length.

3. Suspension strut according to one of claims 1 or 2, characterized; that the expansion tank is filled with gas with a pressure higher than atmospheric pressure is.

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