DE3151050A1

DE3151050A1 - Stossdaempfer

Info

Publication number: DE3151050A1
Application number: DE19813151050
Authority: DE
Inventors: Fiorenzo Asti Alciati
Original assignee: Iao Industrie Riunite SpA 10092 Beinasco Torino; IAO Industrie Riunite SpA
Current assignee: ITT Industrie Riunite SpA
Priority date: 1981-01-08
Filing date: 1981-12-23
Publication date: 1982-08-05
Also published as: FR2497551B3; GB2092262A; IT8167009A0; GB2092262B; DE3151050C2; ES262451Y; ES262451U; FR2497551A1; IT1143255B

Description

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Stoßdämpfer
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Teleskopstoßdämpfer in Zweirohrausführung, umfassend zwei koaxiale Rohre, das eine außen und das andere innen angeordnet, die zwischen ihnen einen Zwischenraum bilden und von denen das Innenrohr einen Zylinder für einen mit einer Stange versehenen Kolben bildet, die unter Abdichtung aus dem Stoßdämpfer an seinem oberen Ende durch einen den beiden Rohren gemeinsamen Ringkopf austritt, der im oberen Ende des Außenrohrs zentriert ist und axial zwischen einer ringförmigen Schulter des oberen Ende des Außenrohrs und dem oberen Ende des Innenrohrs eingespannt ist und mit dem Innenrohr so verbunden ist, daß dieses zentriert wird, wobei der Ringkopf einen mittleren, koaxialen, zylindrischen Sitz zur Führung der Stange aufweist.

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In dieser gesamten Beschreibung und in den weiter unten folgenden Patentansprüchen beziehen sich die Bezeichnungen "obere, -r, -s" bzw. "untere, -r, -s" und entsprechende Ausdrücke auf die von einem Stoßdämpfer in der Aufhängung eines Kraftfahrzeugs am häufigsten eingenommene Einbaulage, in der das obere Ende des Stoßdämpfers dasjenige ist, aus dem die Stange des Kolbens austritt.

Hydraulische Stoßdämpfer in Zweirohrausführung werden vor allein in MacPherson-Aufhängungen zum Einsatz gebracht, in denen sie das eigentliche senkrechte Stützelement der Aufhängung bilden.

Bei einer McPherson-Aufhängung unterliegt das senkrechte Stützelement erheblichen Biegebelastungen. Um diesem Stützelement keine übermäßigen Abmessungen zu geben und um das Gewicht seiner Bestandteile auf das unbedingt erforderliche Mindestmaß zu beschränken, wird für den

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Stoßdämpfer eine Stahlstange eingesetzt, deren Durchmesser in Bezug auf die von ihr aufzunehmenden Biegebelastungen relativ klein ist. Aufgrund dieser Belastungen unterliegt die Stange in gewissem Ausmaß Biegeverformungen/ so daß die Buchse aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten, die für die Führung der Stange im Ringkopf sorgt, sehr hohen Beruhrungsdrücken ausgesetzt ist. Diese Drücke sind nicht gleichmäßig über den ganzen Umfang der Buchse verteilt sondern konzentrieren sich auf zwei vorwiegende Bereiche, die in.einer parallel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs ausgerichteten Ebene einander diametral gegenüberliegen, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Biegebelastung durch die Beschleunigungen und Abbremsungen eines Fahrzeugs häufiger in dieser Richtung auftreten. Auch die seitlichen Belastungen, verursacht durch Kurvenfahrt mit hoher Geschwindigkeit, können übermäßige Berührungsdrücke in anderen als den vorgenannten Bereichen hervor- rufen.

tibermäßige Berührungsdrücke auf der Innenfläche der Buchse führen sowohl zu einem abnormen Verschleiß in den vorwiegend berührten Bereichen als auch zu einer gewissen Stemmbelastung der Stange des Stoßdämpfers beim Gleiten.

Die gegenwärtigen Ringköpfe von Stoßdämpfern in Zweirohrausführung bestehen aus starren Körpern, die normalerweise durch Sinterung aus Metallpulver hergestellt sind. Ein Körper dieser Art gibt der Buchse in keiner Weise die Möglichkeit, den Biegeverformungen der Stange entsprechend nachzugeben oder sich auszurichten, wie es zur Vermeidung oder zumindest zur Verringerung des abnormen Verschleißes der Buchse wünschenswert wäre. Es wurde bereits versucht, ein System auszuführen, bei dem die Buchse durch den Ringkopf über ein Kugelgelenk abgetragen wird. Eine Lösung dieser Art ist indessen äußerst kostspielig und.ihr Einsatz in einer gewöhnlichen Serienfertigung ist daher nicht zu erwarten. ...

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Der.vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem der Kopf einfach und kostengünstig herzustellen ist und bei dem Stoßbelastungen an der Lagerung der Stange im Ringkopf des Stoßdämpfers vermieden werden·.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sitz durch einen rohrförmigen Abschnitt gebildet ist, der in radialer Richtung elastisch bewegbar und mit dem Ringkopf verbunden ist. Hierdurch wird erreicht, daß die auf die Stange einwirkenden Erschütterungen gedämpft von dem Ringkopf aufgefangen werden, so daß der durch die Stange und den Sitz gebildete Gleitsitz nicht frühzeitig beschädigt wird.

Es ist vorteilhaft, daß der Abschnitt' des Ringkopfs von einer Hülse gebildet wird, die an ihrem unteren Ende starr mit dem Ringkopf verbunden ist und daß zwischen der Wand des Ringkopfs und der Hülse eine zum oberen Ende hin offener Ringraum gebildet ist. Durch diese Ausführung werden keine zusätzlichen Federelemente benötigt. Der Ringkopf kann einteilig hergestellt sein und erfüllt trotzdem eine gute Dämpfungswirkung.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ringkopf von zwei getrennten, koaxialen Muffen gebildet wird und daß die innere Muffe am oberen Ende des Innenrohrs und die äußere Muffe am oberen Ende des äußeren Rohrs zentriert ist und daß beide Muffen über einen gemeinsamen unterhalb des Ringraums ausgebildeten Klemmabschnitt zentriert Und fest miteinander verbunden sind. Durch die beiden Muffen wird der Ringkopf wesentlich leichter als ein massiver Ringkopf aus gesintertem Stahl, wodurch sich eine Massenverringerung in der Aufhängung des Fahrzeugs ergibt". Der Ringkopf 1st einfach und kostengünstig herstellbar. Die Montage ist sehr einfach und zeitsparend. ..·

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Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Ansprüchen 4 bis 14 beschrieben.
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Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Detailbeschreibung deutlich klar, bei der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Es zeigen:

Figur 1 einen Teillängsschnitt des Oberteils eines Stoßdämpfers nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 15

Figur 2 eine zerlegte perspektivische Ansicht der in Figur 1 dargestellten Einzelteile und·

Figur 3 einen Längsschnitt einer Detailvariante der Konstruktion in Figur 1 .

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 umfaßt der hydraulische Teleskopstoßdämpfer zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre 10, 12. Das Innenrohr 12 stellt den Zylinder dar, in dem ein in der Zeichnung nicht dargestellter, mit Ventil ausgerüsteter Kolben gleitet. Mit dem Kolben ist eine Stange 16 verbunden, die aus dem Stoßdämpfer an seinem oberen Ende austritt..

Zwischen den beiden Rohren 10 und 12 befindet sich ein mit 18 bezeichneter ringförmiger Zwischenraum, der in bekannter Weise die Aufgabe hat, aus dem Inneren der Kammer des Zylinders 12 einen Teil des Öls beim Kontraktionshub des Stoßdämpfers aufzunehmen.

Im Oberteil des Außenrohrs 10 ist ein Ringkopf ausgebildet, der die Verbindung der beiden Rohre 10 und 12 untereinander herstellt. Diese Verbindung faßt zwei dickwandige, geformte Blechmuffen, die mit 20 bzw. 22 bezeichnet sind.

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Die Muffο 20, mit Büchsenhalter bezeichnet, hat an ihrem unteren Ende einen äußeren,radialen Bund 24, der auf dem oberen Ende des Innenrohrs 12 ruht. Auf den radialen Bund 24 folgen in dem Zwischenraum 18 ein ringförmiger, zylindrischer Mantel 26 und ein Kragen 28. Das obere Ende des Innenrohrs 12 ist im Mantel 26 eingespannt und zentriert. Um eine gute Einspannung und eine gute Zentrierung zu erreichen, weist der Mantel 26 eine geprägte, zylindrische Innenfläche 27 auf.

Der Kragen 28 erstreckt sich radial in den Zwischenraum und besitzt einen kreisförmigen,äußeren Rand 30, der zu dem weiter unten erläuterten Zweck direkt am Außenrohr 10 angeordnet ist.

Vom radialen Bund 24 erstreckt sich ein rohrförmiges Teil 32 nach oben. Dieses rohrförmige Teil 32 hat von unten nach oben einen kurzen Abschnitt 34 mit größerem Durchmesser und einen langen Abschnitt 36 mit geringfügig kleinerem Durchmesser.

Der Abschnitt 34, der direkt an den Bund 24 anschließt, weist eine geprägte, zylindrische Außenfläche 38 auf. Die Fläche 38 verläuft zu der Fläche 27 koaxial.

Auch der zylindrische, rohrförmige Abschnitt 32 besitzt eine geprägte, zylindrische und mit den Flächen 27 und 38 koaxiale Innenfläche 40.

Die Innenfläche 40 stellt einen Sitz dar, der eine Buchse aufnimmt. Die Buchse 42 besteht aus einem Werkstoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine gespaltene Buchse der allgemein bekannten Art, gebildet durch einen in Längsrichtung gespaltenen, ringförmigen Körper aus Stahl, der auf seiner Innenfläche eine Auskleidung aus porösem, mit Polytetrafluorethylen imprägnierten Kupfer trägt.

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Die Buchse 42 stellt ein Gleitlager für die Stange 16 im oberen Teil des Stoßdämpfers dar. 5

Die Muffe 22, mit Distanzmuffe bezeichnet, umfaßt einen zylindrischen Abschnitt 44, der den rohrförmigen Abschnitt 32 der die Buchse 42 haltende Blechmuffe 20 umgibt. Der Abschnitt 34 des Buchsenhalters 20 ist über seine Außenfläche 38 im unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 44 eingespannt und zentriert.

Der zylindrische Abschnitt 44 der Distanzmuffe 22 besitzt einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 36 des die Buchse 42 haltenden Buchsenhalters 20. Auf diese Weise besteht zwischen den beiden Abschnitten 36 und 44 ein ringförmiges Spiel oder ein freier Ringraum 45.

Der zylindrische Abschnitt 44 erstreckt sich im wesentlichen um das rohrförmige Teil 32 bis zu dessen oberen Ende; darüberhinaus weist die Distanzmuffe 22 einen einge- · senkten, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Teil 46 auf.

Der kegelstumpfförmige Teil 46 verläuft nach oben in einen ringförmigen, radialen Teil 48, auf den ein ringförmiger Mantel 50 folgt.

Der radiale Teil 48 besitzt eine obere,ringförmige und ebene Fläche 52. Der Mantel 50 weist innen und außen je

eine zylindrische Fläche 54 bzw. 56 auf. Die drei· Flächen 52, 54 und 56 werden vorzugsweise durch Prägung ausgebildet. Die Fläche 56 liegt an ihrem Umfang an der Innen-, fläche des Außenrohrs 10 zwecks Zentrierung an. 35

Die beiden Flächen 52 und 54 bilden einen Sitz, in dem ein Verstärkungsring 58 aus Metall ruht. Der Ring 59 stellt eine Stütze für eine Lippendichtung 60 der bekannten Art dar, die mit der Stange 16 am oberen Ende

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- 11 des Stoßdämpfers in Berührung steht.

Über dem Mantel 50 und über dem Verstärkungsring 58 ist durch Stauchen eine radiale obere Einbördelung 62 des Außenrohrs 10 ausgebildet. Zwischen der Oberseite des Verstärkungsrings 58 und der Einbördelung 62 ist eine flache Dichtungsscheibe 64 aus Gummi oder ähnlichem Material eingelegt, die die Verbindung zwischen dem Außenrohr 10 und dem Verstärkungsring 58 dicht abschließt.

Die Einbördelung oder Schulter 62 sorgt unter anderem dafür, daß die richtige gegenseitige axiale wie radiale Lage der beiden Rohre 10 und 12 sowie der beiden Muffen 20 und 22 unter Einspannung des radialen Bunds 24 des Buchsenhalters 20 zwischen den entsprechenden Enden des Rohrs 12 und der Distanzmuffe 22 beibehalten wird.

Nach einer in Figur 3 veranschaulichten Variante endet der wiederum mit 46 bezeichnete kegelstumpfförmige·Teil der Distanzmuffe 22 oben in einer radialen Wand 148, die dem radialen Teil 48 analog ist, die jedoch am Umfang einen durch Stanzen erhaltenen, kreisförmigen Rand 156 zur Zentrierung gegenüber dem Außenrohr 10 besitzt. Dieses radiale Teil 148 weist eine ebene, obere Fläche 152 auf, auf der ein Verstärkungsring 158, analog dem VerstHrkungsring 58, ruht, dessen Außendurchmesser jedoch dem Innendurchmesser des Außenrohrs 10 entspricht. Wiederum wird die" Baugruppe durch eine Einbördelung 62 am Außenrohr 10 gehalten, die über eine zwischen der Einbördelung 62 und dem Verstärkungsring 158 eingelegte, flache Dichtungsscheibe 164 gegen das kegelstumpfförmige Teil 46 drückt.

In dem durch die Muffen 20 und 22 gebildeten Ringkopf stellt der zwischen der Stange 16 und dem kegelstumpfförmigen Teil 46 der Distanzmuffe 22 bestehende freie Haunt,einen Sammelsumpf für das öl dar, der zwischen der

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Stange 16 und der Buchse.42 nach oben gelangt. Im kegelstumpf förmigen Teil 46 ist eine runde öffnung 66 ausgebildet, durch die das überschüssige öl vom Sumpf zum Zwischenraum 18 ablaufen kann. Damit das öl den Zwischenraum 18 ohne weiteres erreichen kann, ist im radialen Kragen 28 des die Buchse 42 haltenden Buchsenhalters 20 mindestens eine Kerbe oder Aussparung 68. (oder eine oder mehrere öffnungen anderer Art) vorgesehen.

Wie sich aus Figur 1 ersehen läßt, wird die Buchse 42, die die Stange 16 gleitend führt/ lediglich im langen Abschnitt 36 des Buchsenhalters 20 gehalten. Dieser lange , Abschnitt 36 ist gegenüber dem durch den kurzen Abschnitt 34 gebildeten Klemmbereich eingezogen. Das Vorhandensein des Spiels 45 am Umfang gibt dem langen Abschnitt 36 die Möglichkeit einer Biegung gegenüber dem kurzen/Abschnitt 34 in allen radialen, durch die Längsachse des. Stoßdämpfers gehenden Ebenen, so daß er den Biegungen der \ Stange 16 aufgrund der seitlichen Lasten folgen kann.■ Hierdurch sind die Drücke auf die Buchse 42, die von der Biegung der Stange 16 ausgehen; weniger intensiv, da sie sich auf größere Flächenbereiche als diejenigen verteilen, die von den Drücken betroffen wären, wenn die Buchse 42 nicht in der Lage wäre, ihre Position seitlich zu verändern.

Zur radialen, elastischen Verschiebung der Buchse 42 aufgrund der Krafteinwirkungen der Stange 16 trägt in gewissem Maße auch eine eventuelle Elastizität der Distanzmuffe 22 und des Innenrohrs 12 bei. Infolge dieser Elastizität könnten sich die Ränder des Innenrohrs 12 und der Muffe 42, zwischen denen der Bund 24 eingespannt ist, seitlich verschieben. Eine übermäßige, seitliche Verschiebung wird durch den Kontakt des Randes 30 mit dem Außenrohr 10 : verhindert.

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Claims

Pate nt an spr ü ch e

Hydraulischer Teleskopstoßdämpfer in Zweirohrausführung, umfassend zwei koaxiale Rohre, das eine außen und das andere innen angeordnet, die zwischen ihnen einen Zwischenraum bilden und von denen das Innenrohr einen Zylinder für einen mit einer Stange versehenen Kolben bildet, die unter Abdichtung aus dem Stoßdämpfer an seinem oberen Ende durch einen den beiden Rohren gemeinsamen Ringkopf austritt, der im oberen Ende des Außenrohrs zentriert ist und axial zwischen einer ringförmigen Schulter des oberen Endes des Außenrohrs und dem oberen Ende des Innenrohrs eingespannt ist und mit dem Innenrohr so verbunden ist, daß dieses zentriert wird, wobei der Ringkopf einen mittleren, koaxialen, zylindrischen Sitz zur Führung der Stange aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Sitz (36) durch einen rohrförmigen Abschnitt (32) gebildet ist, der in radialer Richtung elastisch bewegbar und mit dem Ringkopf verbunden ist.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Abschnitt (32) des Ringkopfs von einer Hülse gebildet wird, die an ihrem unteren Ende (34) starr mit dem Ringkopf verbunden ist und daß zwischen der Wand des Ringkopfs und der Hülse (32) eine zum oberen Ende hin offener Ringraum (45) gebildet ist.
3, Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß der Ringkopf von zwei getrennten, koaxialen Muffen (20, 22) gebildet wird und

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daß die innere Muffe (20) am oberen Ende des Innenrohrs (12) und die äußere Muffe (22) am oberen Ende des äußeren Rohrs (10) zentriert ist und daß beide Muffen (20/ 22) über einen gemeinsamen unterhalb des Ringraums (45) ausgebildeten Klemmabschnitt (34) zentriert und fest miteinander verbunden sind.
4. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Muffe (22) einen oberen, ringförmigen Rand (50) aufweist, der axial an einer ringförmigen Schulter (62) des Außenrohrs (10) abgefangen wird und daß die innere Muffe (20) an ihrem unteren Ende einen radial nach außen ' verlaufenden Bund (24) besitzt, der an dem unteren Ende der äußeren Muffe (22) und dem oberen Ende des Innenrohrs (12) anliegt. ■
5. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden.Anspruch, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß an dem Bund (24) ein nach unten gerichteter, zylindrischer Mantel (26) ausgebildet ist, der im Zwischenraum (18) liegt und in dem das obere Ende des Innenrohrs (12) eingespannt und zentriert ist.
6. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß die Buchse (42) allein im eingezogenen Abschnitt (36) des rohrförmigen · Teils (32) der Muffe (20) angeordnet ist. .
7. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Mantel (26) an der Muffe (20) an seinem unteren Ende einen Kragen (28) besitzt, der sich radial in den _; Zwischenraum (18) hinein erstreckt und" einen kreisförmigen äußeren Rand (3o) aufweist, der nur mit sehr geringem Spiel von der inneren Mantelfläche des Aüßenrohrs (10) entfernt ist.

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8. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch g e k e.n η ζ e i c h η e t , daß die äußere Muffe (22) von dem unteren zylindrischen Abschnitt (44) , von einem nach oben sich erweiternden, kegelstumpfförmigen Teil (46) und von dem sich nach oben anschließenden Ende (48, 50) gebildet wird.
9. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 8, dadurch g e k e η η ze i c h η e t , daß der obere, kegelstumpfförmige Teil (46) mindestens eine öffnung (66) aufweist» die mit dem Zwischenraum (18) kommuniziert.
10. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch

g e k e η η ζ e i c h η e t , daß an dem Mantel (26) der inneren Muffe (20) an seinem radial äußeren Ende mindestens eine öffnung oder Auskerbung (68) angebracht ist, die mit dem Zwischenraum (18) kommuniziert,
11. Stoßdämpfer nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß zwischen dem Ringbund (62) am Ende des Außenrohrs (10) und der ebenen Fläche (52) am radialen Teil (48) der äußeren Muffe (22) eine Dichtungsscheibe (64) und ein Verstärkungsring <{58) eingespannt sind.
12. Stoßdämpfer nach Anspruch 11, dadurch g e k e h η ζ ei c h η e t , daß der ringförmige Mantel (50) den Verstärkungsring (58) umschließt und daß die Stirnfläche des Mantels an dem Ringbund (62) anliegt,
13. Stoßdämpfer nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η zeichne t , daß die Dichtungsscheibe (64) einteilig mit der Lippendichtung (60) verbunden ist.

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14. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 11/ dadurch gekennzeichnet , daß die radial äußere Mantelfläche des Verstärkungsrings (158) an der radial inneren Mantelfläche des Außenrohrs (10) anliegt und daß der ring^ förmig radiale Teil (14 8) bis zur inneren Mantelfläche des Außenrohrs (10) verläuft.