DE2164579A1 - Klemmfreies kolbenstangenlager, insbesondere fuer mc pherson-federbeine von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Klemmfreies Kolbenstangenlager, insbesondere für Mc Pherson-Federbsine von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein klemmfreies Kolbenstangen lager von hydraulischen Teleskopdämpfern, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen, das von einer Kolbenstange nach außen durchdrungen wird.
• Bei Mc Pherson-Federbeinen und vergleichbaren hydraulischen Teleskopdämpfern trägt eine Kolbenstange an ihrem inneren Ende einen Kolben, der in einem Arbeitszylinder Dämpfungskräfte erzeugt. Die Kolbenstange ist in einem Kolbenstangenlager, schlechthin einem Lager eines Zylinderdeckels geführt.
• Der Kolben ist im Arbeitszylinder geführt. Beim Zusammenbau lassen sich Fluchtfehler und Winkelschlag des meist starren Lagers, insbesondere unter den erschwerten Bedingungen einer Serienfertigung, nicht vermeiden, so daB Kolbenstange und Lager zum Klemmen neigen. Diesem Umstand wird durch ein entsprechend geoßes Lagerspiel Rechnung getragen. GroBes Lagerspiel bringt bei Zweirohrdämpfern, deren Arbeitsprinzip bei den meisten Mc Pherson-Federbeinen zutrifft, den bekannten Nachteil eines Verlustes von Dämpfungskraft in der Zugstufe mit sich, insbesondere wenn die Kolbenstange - wie bei Mc Pherson-Federbeinen -einen relativ zum Kolben großen Durchmesser aufweist. Bei Mc Pherson-Federbeinen muß die Kolbenstange in hohem MaBe Seitenkräfte aufnehmen, wobei es zu einem sichtbaren Durchbiegen der Kolbenstange kommen kann, so daß selbst bei flucht-und winkelschlagfreiem Einbau des Lagers Kantenpressung unvermeidbar ist, wenn die Kolbenstange durch Seitenkräfte belastet ist. Zu hohe Kantenpressung führt zum Klemmen der Kolbenstange und bedingt bei den Hubbewegungen eines Federbeins eine unzulässig hohe Losbrechtkraft, eie in nachteiliger Weise den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit eines mit Federbeinen ausgerüsteten Fahrzeugs mindern.
• Den aufgezeigten .Mängeln kann durch Verwendung eines klemmfreien Lagers mit geringer Kantenpressung begegnet werden.
• Bei dem aus der deutschen Patentschrift 739 014 bekannten Teleskopdämpfer ist das Lager im Zylinderdeckel als Lagerbüchse ausgebildet, deren Außenmantel sich über einen gummielastischen Ring im Zylinderdeckel abstützt und deren Stirnseite auf einer Kugelschale winkelig einstellbar ist. Das bekannte Lager kann Fluchtfehler und Winkelschlag ausgleichen, ist aber in nachteiliger Weise wegen der erforderlichen kugeligen Abstützung der Stirnseite aufwendig. Die Erfindung löst die Aufgabe, unter Beibehaltung eines gummielastischen Ringes ein klemmfreies Lager mit geringem Lagerspiel zu schaffen, das keinen besonderen Aufwand für eine winkelige Einstellung erfordert.
• Das Lager nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere axial aneinanderstoßende Lagerbüchsen sich mit ihrem Außenmantel über einen gummielastischen Ring an einem starren Außenring abstützen. Auf diese Weise kann das zum Vermeiden des Klemmens erforderliche Lagerspiel verringert und bei Seitenbeanspruchung der Kolbenstange die Kantenpressung vermindert werden, indem die einzelnen Lagerbüchsen sich radial verschieben und in geringem Masse auch winkelig einstellen können. Außerdem besteht der Vorteil, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Lagers eine größere Durchbiegung der Kolbenstange bei Seitenbeanspruchung zugelassen und damit die Kolbenstange dünner ausgeführt werden kann, wodurch letzten Endes die Verwirklichung eines im ganzen kleineren und billigeren Federbeines gegenüber einem solchen mit einem üblichen starren Lager ermöglicht wird.
• Als Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lagers zeigen: Fig. 1 ein Mc Pherson-Federbein im Teilschnitt mit aus zwei Lagerbüchsen zusammengesetztem Lager, Fig. 2 ein aus drei Lagerbüchsen zusammengesetztes Lager mit übertrieben gezeichnetem Winkelschlag gegenüber der Kolbenstange, Fig. 3 eine einteilige Lagerbüchse mit übertrieben gezeichnetem Winkelschlag gegenüber der Kolbenstange.
• Das Federbein nach Fig. 1 besteht aus einem einen Achsschenkel 1 tragenden Außenrohr 2 und einer Kolbenstange 3, deren oberes Ende 4 mit einem Fahrzeugaufbau 5 gelenkig verbunden ist. Am unteren Ende ist das Federbein durch eine Gelenkstange 6 zwischen einem Boden 7 des AuRenrohres 2 und dem Aufbau 5 gehalten. Auf dem Achsschenkel 1 ist ein nicht gezeichnetes Fahrzeugrad gelagert zu denken. Eine anteilige Last wird vom Aufbau 5 über einen am oberen Ende 4 der Kolbenstange 3 befestigten Federteller 22 auf eine Schraubenfeder 23 und weiter über einen am Außenrohr 2 befestigten Federteller 24 auf den Achsschenkel 1 übertragen. Die Kolbenstange 3 trägt an ihrem inneren Ende einen Kolben 8, der mit nicht gezeichneten Ventilen ausgerüstet ist und in einem ölgefüllten Arbeitszylinder 9 Dämpfungskräfte erzeugt. Arbeitszylinder 9 und Außenrohr 2 bilden einen ringförmigen Ausgleichsraum 10. Der Arbeitszylinder 9 ist durch einen Zylinderdeckel 11 abgeschlossen, den die Kolbenstange 3 nach außen durchdringt. Die Kolbenstange 3 ist im Zylinderdeckel 11 durch zwei aneinanderstoßende Lagerbüchsen 12 und 13 geführt und durch eine Dichtung 14 gedichtet.
• Die Lagerbüchsen 12 und 13 stützen sich mit ihrem Außenmantel an einem gummielastischen Ring 20 ab, der in einem starren Außenring 21 vorzugsweise unter Vorspannung eingebettet ist.
• Zwischen der Lagerbüchse 13 und der Dichtung 14 ist ein in den Ausgleichsraum 10 mittels eines Kanals 16 druckentlasteter Raum 15 vorgesehen.
• In dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 17 baut sich in der Zugstufe des Federbeins ein die Uämpfungskraft bestimmender Druck auf, wobei 01 vorwiegend durch die Ventile des Kolbens 8 in den bodenseitigen Zylinderraum 18 strömt. Eine unkontrollierte Ülmenge, die auch als Verlustmenge zu bezeichnen ist, kann am Mantel des Kolbens 8 vorbei vom Zylinderraum 17 in den Zylinderraum 18 und außerdem durch das z.B. infolge von Fertigungstoleranzen nicht eindeutige Lagerspiel zwischen den Lagerbüchsen 12 und 13 einerseits und der Kolbenstange 3 andererseits vom Zylinderraum 17 in den Ausgleichsraum 10 strömen.
• Die Verlustmenge des Kolbens 8 ist durch Anordnung eines Kolbenringes 19 klein gehalten. Die Verlustmenge des Lagers ist durch ein eng bemessenes Lagerspiel - wie es die Erfindung ermöglicht -zwischen den Lagerbüchsen 12 und 13 und der Kolbenstange 3 klein gehalten. Sie ist gegenüber der Verlustmenge einer einteiligen Lagerbüchse reduziert, deren Lagerspiel größer gewählt werden muß, wie die weiteren Ausführungen erkennen lassen.
• Ein Lager 39 nach Fig. 2 weist einen starren Außenring 41, der dem AuBenring 21 in Fig. 2 entsprechen kann, einen gummielastischen Ring 40 und drei aneinanderstoßende Lagerbüchsen 42, 43 und 44 auf, deren Breite b ist. Eine Kolbenstange 45 ist in dem Lager 39 geführt, wobei zwischen beiden Teilen ein übertrieben gezeichneter Winkalschlag von der Größe eines Winkels α besteht und die Lagerbüchsen 42, 43 und 44 in der gezeichneten Weise im gummielastischen Ring 41 verschoben sind. Das Lagerspiel 46 zwischen den einzelnen Lagerbüchsen 42, 43 und 44 und der Kolbenstange 45 ist so groß gewählt, daß die Kolbenstange 45 die Kanten der einzelnen Lagerbüchsen 42, 43 und 44 über Eck berührt. Dieser Zustand wird als Kriterium für das Klemmen der Kolbenstange 45 genommen, da bei noch größerem Winkelschlag, als dem Winkel α entspricht, die Kantenpressung erheblich größer wird. Für das beschriebene Kriterium ist das erforderliche Lagerspiel 46 gleich dem oC-fachen der Breite b der Lagerbüchsen 42, 43 und 44.
• Ein vergleichsweise ungeteiltes Lager 59 nach Fig. 3 weist einen starren Außenring 61, einen gummielastischen Ring 60 und eine ungeteilte Lagerbüchse 62 auf, deren Breite B gleich der dreifachen Breite b der Lagerbüchsen 42, 43 und 44 nach Fig. 2 ist. Eine Kolbenstange 65 ist in dem Lager 59 geführt, wobei zwischen beiden Teilen ein übertrieben gezeichneter Winkelschlag α gleicher Größe wie bei dem Lager 30 nach Fig. 2 besteht. Das Lagerspiel 66 zwischen der ungeteilten Lagerbüchse 62 und der Kolbenstange 65 ist so groß gewählt, daß die Kolbenstange 65 die Kanten der Lagerbüchse 62 über Eck berührt. Für dieses im letzten Absatz beschriebene Kriterium ist das erforderliche Lagerspiel 66 gleich dem α-fachen der Breite B der Lagerbüchse 62.
• Fig. 2 und Fig. 3 lassen erkennen, daß das erforderliche Lagerspiel für ein dreiteiliges Lager nach Fig. 2 nur 1/3 des Lagerspiels eines ungeteilten Lagers von gleicher Gesamtbreite (8 = = 3 bj ist. Damit sind die Vorteile des Lagers nach der Erfindung nachgewiesen. Nicht dargestellt ist die Möglichkeit einer winkeligen Einstellung der Lagerbüchsen 42, 43 und 44, wenn zwischen diesen und dem Außenring 41 ein axiales Spiel vorgesehen wird, wobei dieses Spiel auch durch einen gummielastischen Ring ausgefüllt sein kann.
• Ein sinngemäßer Aufbau des Mantels eines Kolbens 8 aus zwei oder mehreren sich gummielastisch abstützenden Lagerbüchsen kann zur Verringerung der Losbrechkraft vorgenommen werden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   (1.) Klemmfreies Kolbenstangenlager, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen, das von einer Kolbenstange nach außen durchdrungen wird, wobei das Lager als Lagerbüchse ausgebildet ist, deren Außenmantel sich über einen gummielestischen Ring im Zylinderdeckel abstützt, dadurch gekennzeichnet, daB zwei oder mehrere axial aneinanderstoßende Lagerbuchsen (12 und 13 bzw. 42, 43 und 44j sich mit ihrem AuBenmantel über einen gummielastischen Ring (20 bzw. 40) an einem starren Außenring (21 bzw. 41) abstützen.
2. 2. Lager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagerbüchsen und dem Außenring ein axiales Spiel vorgesehen ist.
3. 3. Lager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axiale Spiel durch einen gummielastischen Ring ausgefüllt ist.
4. 4. Lager für einen Kolben (8) mit zwei oder mehreren aneinanderstoßenden Lagerbüchsen und einem gummielastischen Ring in sinngemäßer Ausbildung, wie es dem Anspruch 1 entspricht.