DE2507071B2 - Obere lagerung eines einen radachsschenkel tragenden teleskopstossdaempfers fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die obere Lagerung eines einen Radachsschenkel tragenden Teleskopstoßdämpfers für Kraftfahrzeuge, bei der das Gehäuse eines Teleskopstoßdämpfers starr mit dem durch einen Querlenker geführten Radachsschenkel verbunden ist und die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers gegenüber dem Fahrzeugaufbau winkelbeweglich und elastisch abgestützt ist, wobei die elastische Abstützung über ein am oberen Ende der Kolbenstange befestigtes, nach unten offenes glockenförmiges Zwischenglied unterhalb der Verbindungsstelle des Zwischengliedes mit der Kolbenstange erfolgt.

Bei derartigen Radaufhängungen wird der Teleskopstoßdämpfer durch den exzentrischen Angriff der Radkraft zusätzlich zu der beim Ein- und Ausfedern des Rades in Achsrichtung des Stoßdämpfers auftretenden Dämpfungskraft durch eine im oberen Abstützpunkt wirkende Querkraft auf Biegung beansprucht. Diese Biegekraft verursacht eine entsprechende Verformung des Stoßdämpfers, von der vor allem die Kolbenstange wegen ihres im Vergleich zum Dämpfergehäuse geringeren Widerstandsmomentes betroffen ist. Durch entsprechende Bemessung des Kolbenstangenquerschnittes oder durch eine nach außen gegenüber der Stoßdämpferachse versetzte Anordnung der den Stoßdämpfers umgebenden schraubenförmigen Radfeder (DTPS 14 30 586) kann die Durchbiegung in bekannter Weise in zulässigen Grenzen gehalten werden. Als Folge des exzentrischen Angriffs der Radkraft und der daraus sich ergebenden Querkraft am oberen Abstützpunkt des Stoßdämpfers weisen diese durch den Teleskopstoßdämpfer bewirkten Geradführungen den Nachteil auf, daß als Folge von Klemm- und Reibungskräften der Stoßdämpfer bei kleinen Fahrbahnstößen nicht anspricht. In diesem Falle werden die Stöße ungefedert und damit ungedämpft in den Fahrzeugaufbau weitergeleitet, wodurch das Fahrverhalten und insbesondere der Fahrkomfort stark beeinträchtigt wird.

is Mit der bei Federbeinanordnungen bekannten, zur Stoßdämpferachse nach außen versetzten Anordnung der Schraubenfeder ist rs zwar möglich, die von dem exzentrischen Angriff der Radkraft herrührenden, auf den Stoßdämpfer wirkenden Biegekräfte weitgehend auszuschalten, diese Anordnung setzt jedoch die Verwendung einer Schraubenfeder als Radfeder voraus und außerdem erfordert sie eine große Bauhöhe, da die Radfeder oberhalb des Rades angeordnet werden muß.

Durch die britische Patentschrift 10 74 867 ist eine unabhängige Radaufhängung der eingangs geschilderten Art bekannt Dabei ist die Verbindung zwischen der Kolbenstange und dem Zwischenglied nicht starr, so daß vor dieser Verbindungsstelle kein nennenswertes Biegemoment übertragen werden kann. Dies bedeutet, daß die aufgrund des exzentrischen Angriffs der Radkraft in der oberen Abstützung des Teleskopstoßdämpfers auftretende Querkraft unmittelbar an der Verbindungsstelle zwischen der Kolbenstange und dem Zwischenglied wirksam wird. Durch den großen Abstand der Querkraft zu dem Führungslager im Stoßdämpfergehäuse ergibt sich eine erhebliche Biegebelastung der Kolbenstange und eine entsprechend hohe Belastung des Führungslagers.
Bei Radaufhängungen mit Teleskop-Stoßdämpfern als Radführungsglied ist es zur Entlastung der Kolbenstange von Biegebeanspruchtungen durch die USA-Patentschrift 29 67 066 bekannt, das Stoßdämpfergehäuse in einer im Aufbau elastisch und winkelbeweglich gelagerten Hülse gleitend zu führen und die Kolbenstange des Stoßdämpfers im geschlossenen oberen Endteil dieser Führungshülse elastisch abzustützen.

Zwar ist durch diese Anordnung die Kolbenstange von Querkräften und Biegemomenten völlig entlastet, diese Anordnung bedingt aber einen erhöhten technischen Aufwand und setzt voraus, daß die Abstützung des Stoßdämpfers im Bereich des Stoßdämpfergehäuses erfolgt, was zudem beim Ein- und Ausfedern des Rades zu einer unerwünschten Schwenkbewegung der Führungshülse um das Abstützlager führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer unabhängigen Radaufhängung mit einem zur Radführung dienenden Dämpferbein die am oberen Abstützpunkt des Teleskop-Stoßdämpfers aufgrund der exzentrischen Radlast auftretende Querkraft in ihrer Auswirkung auf die Lager- bzw. Reibungskräfte zwischen Kolben und Kolbenstange einerseits und Stoßdämpfergehäuse andererseits herabzusetzen sowie die Biegebelastung der Kolbenstange zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das glockenförmige Zwischenglied biegesteif mit der Kolbenstange verbunden ist und die Winkelbeweglichkeit der Kolbenstange gegenüber dem Fahrzeugauf-

bau allein durch die elastische Abstützung des glockenförmigen Zwischengliedes am Fahrzeugaufbau ermöglicht wird.

Zwar wird bei der erfindungsgemäßen Abstützung des Teleskopstoßdämpfers die im elastischen Abstützlager wirksame Querkraft wegen der verkürzten Hebelarmlänge, bezogen auf die gelenkige Verbindung des Querlenkers mit dem Radachsschenkel, erhöht, das auf die Kolbenstange wirkende Einspannmoment aber aufgrund der verkürzten freien Länge der Kolbenstange ι ο in stärkerem Maß verringert, so daß die Summe der Abstützkräfte der Kolbenstange im Führungslager und des Kolbens im Stoßdämpferzylinder bei gegebenem Abstand zwischen Kolben und Kolbenstangenführungslager ebenfalls geringer wird. Aufgrund dieser verringerten Lagerkräfte und der sich daraus ergebenden verringerten Reibung wird die Ansprechempfindlichkeit des Stoßdämpfers entsprechend erhöht.

Außerdem wird durch die Erfindung da" Biegemoment der Kolbenstange im Bereich des Kolbenstangenfuhrungslagers herabgesetzt, so daß die Gefahr des Auftretens von störenden Klemmkräften als Folge der Schrägstellung der Kolbenstange in ihrem Führungslager ebenfalls verringert wird.

Die größtmögliche Verringerung der die Reibungskräfte im Stoßdämpfer verursachenden Querkräfte wird erzielt, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung unter Zugrundelegung der mittleren Stellung des Stoßdämpfergehäuses relativ zum Fahrzeugaufbau bei durchschnittlicher Belastung des Kraftfahrzeuges das glockenförmige Zwischenglied in der Ebene der Kolbenstangenführung am Fahrzeugaufbau abgestützt ist. In diesem Falle wird die Abstützkraft im elastischen Lager ohne Übersetzung in das Koibenstangenführungslager übertragen, wobei die Kolbenstange an dieser Stelle keinem Biegemoment unterliegt und damit auch keine Krümmung bzw. Schrägstellung aufweist. Zugleich tritt bei dieser Anordnung keinerlei Abstützkraft zwischen Stoßdämpferkolben und Stoßdämpferzylinder auf.

Ein weiteres Herunterziehen des glockenförmigen Zwischengliedes zwecks elastischer Abstützung des Stoßdämpfers bis unter das Kolbenstangenführungslager ergibt keine weitere Verbesserung mehr, da die Summe der Reibung verursachenden Querkräfte iin Stoßdämpfer nicht unter den Betrag der in der Abstützebene wirkenden Querkraft abgesenkt werden kann und somit daraus kein Nutzen mehr hinsichtlich der Ansprechempfindlichkeit des Stoßdämpfers gezogen werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal ist die starre Verbindung zwischen Kolbenstange und dem glockenförmigen Zwischenglied mittels einer Schraubverbindung erzeugt.

Schließlich wird nach einem weiteren Merkmal vorgeschlagen, das glockenförmige Zwischenglied mit der Kolbenstange durch Schweißen zu verbinden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer unabhängigen Radaufhängung mittels eines zur Geradführung dienenden Dämpferbeines und eines glockenförmigen Zwischengliedes in Fahrtrichtung gesehen und

F i g. 2 eine Teilansicht einer davon abweichenden Abstützung des glockenförmigen Zwischengliedes.

In F i g. 1 ist ein einen Teil eines Fahrzeugaufbaues 10 bildendes Radgehäuse mit 11 bezeichnet. Ein auf einem Radachsschenkel 12 gelagertes Laufrad 13 ist mittels eines unteren Querlenkers 14 und einer als Dämpferbein

15 ausgebildeten Geradführung am Fahrzeugaufbau 10 aufgehängt. Das Dämpferbein 15 besteht aus einem hydraulischen Teleskopstoßdämpfer, dessen Gehäuse

16 starr mit dem Radachsschenkel 12 verbunden ist und dessen Kolbenstange 17 am Fahrzeugaufbau 10 winkelbeweglich befestigt ist. Zur Abstützung der Kolbenstange 17 ist im Radgehäuse 11 eine kreisförmige öffnung 18 vorgesehen. Der Rand dieser öffnung besitzt eine Ringwulst 19, wodurch sich ein ausreichend großer Krümmungsradius am Lochrand ergibt

Auf einem im Durchmesser reduzierten Endteil 20 der Kolbenstange 17 ist mit einer zentralen Bohrung 21 ein glockenförmiges nach unten offenes Zwischenglied 22 angeordnet, das mittels einer Mutter 23 befestigt ist.

Das glockenförmige Zwischenglied 22 ist doppelwandig ausgebildet, wobei ein Flansch 24 des äußeren Teils kürzer ausgeführt ist als ein Flansch 25 des inneren Teils. Endabschnitte 26 und 27 der Flansche sind derart umgebördelt, daß eine sich nach außen erweiternde ringförmige Rinne entsteht. In dieser Rinne ist ein rinnenförmiger Gummiring 28 angeordnet, der mit seinen beiden Lippen 29 und 30 die Ringwulst 19 umgreift. Die Elastizität des Gummiringes 28 gewährleistet eine ausreichend Winkelbeweglichkeit der Dämpferbeinabstützung sicher. Der Innendurchmesser des glockenförmigen Zwischengliedes ist ausreichend groß, damit beim Einfedern bzw. der Aufstoßbewegung des Teleskopstoßdämpfers dessen Gehäuse 16 ungehindert in das Zwischenglied 22 eintreten kann. Zur Erläuterung der mit der Erfindung erzielten Reduzierung der Lagerund Reibungskräfte im Dämpferbein sind in F i g. 1 die maßgebenden Kräfte eingezeichnet.

Die Querkraft Q am Abstützpunkt des Dämpferbeins 15 in der Ebene des Gummiringes 28 wird durch das am Verbindungsgelenk 31 zwischen dem Querlenker 14 und dem Gehäuse 16 des Teleskopstoßdämpfers wirkende äußere Moment hervorgerufen. Die Größe dieses Momentes ergibt sich durch Multiplikation der Radaufstandkraft A mit dem senkrechten Abstand e seiner Wirkungslinie von diesem Verbindungsgelenk.

Obwohl die Größe der Querkraft Q mit der Tieferlegung der Abstützebene wächst, nehmen die inneren Querkräfte L und K in der Ebene der Kolbenstangenführung 32 und des Kolbens 33 als Folge der verkürzten wirksamen freien Kolbenstangenlänge (Kragiänge) 1 ab. Die Summe der inneren Querkräfte L und K hat ein Minimum, wenn die Abstützebene des Dämpferbeins 15 in der Ebene der Kobenstangenführung 32 liegt.

In F i g. 2 besteht das glockenförmige Zwischenglied 22' aus einer ebenen Platte 34, an der das Zwischenglied mit der Kolbenstange 17' durch Schweißen stumpf verbunden ist, und aus einem zylindrischen Rohrstück 35, das an die Platte 34 angeschweißt ist. In den unteren Rand des Rohrstückes 35 ist eine nach außen gerichtete Ringwulst 36 eingeformt.

Zur elastischen Verbindung des Zwischengliedes 22' mit dem Radgehäuse 11' ist aus einem Lochrand 37 und einem darüber angeschraubten Prägetei! 38 eine nach innen offene Rinne gebildet. In diese Rinne greift die Ring-vulst 36 des Zwischengliedes unter Zwischenlage eines Gummiringes 39 ein.

Mit der Erfindung werden nicht nur die Kräfte im Kolbenstangenlager und die Abstützkräfte am Kolben herabgesetzt, sondern auch die Durchbiegung der Kolbenstange verringert. Dadurch kann bei gleicher

zulässiger Durchbiegung ein geringerer Kolbenstangendurchmesser gewählt werden, als bei den bekannten Ausführungen.

Die Radfederung ist nicht dargestellt. Sie kann in üblicher Weise durch eine das Dämpferbein umgebende Schraubenfeder oder aber durch Torsionsfedern erfolgen, falls insbesondere das Platzangebot im Abstützbereich des Dämpferbeins nicht ausreichend sein sollte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Obere Lagerung eines einen Radachsschenkel tragenden Teleskopstoßdämpfers für Kraftfahrzeuge, bei der das Gehäuse eines Teleskopfstoßdämpfers starr mit dem durch einen unteren Querlenker geführten Radachsschenkel verbunden ist und die Kolbenstange des Teleskopstoßdämpfers gegenüber dem Fahrzeugaufbau winkelbeweglich und elastisch abgestützt ist, wobei die elastische Abstützung über eine am oberen Ende der Kolbenstange befestigtes, nach unten offenes glockenförmiges Zwischenglied unterhalb der Verbindungsstelle des Zwischengliedes mit der Kolbenstange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Zwischenglied (22 oder 22') biegesteif mit der Kolbenstange (17) verbunden ist und die Winkelbeweglichkeit der Kolbenstange (17) gegenüber dem Fahrzeugaufbau (10) allein durch die elastische Abstützung des glockenförmigen Zwischengliedes (22 oder 22') am Fahrzeugaufbau (10) ermöglicht wird.

2. Obere Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter Zugrundelegung der mittleren Stellung des Gehäuses (16) des Teleskopstoßdämpfers relativ zum Fahrzeugaufbau (10) bei durchschnittlicher Belastung des Kraftfahrzeuges das glockenförmige Zwischenglied (22 oder 22') in der Ebene der Kolbenstangenführung (32) am Fahrzeugaufbau (10) abgestützt ist.

3. Obere Lagerung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Zwischenglied (22) mittels einer Schraubverbindung (Mutter (25) an der Kolbenstange (17) festgespannt ist.

4. Obere Lagerung nach den Ansprüchen 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das glockenförmige Zwischenglied (22') durch Schweißen an der Kolbenstange (17') befestigt ist.