DE19649246C1

DE19649246C1 - Verdrehsicherung für Stoßdämpfer und hydropneumatische Federaggregate sowie Luftfederaggregate mit Höhenstandssensoren

Info

Publication number: DE19649246C1
Application number: DE19649246A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Pradel
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1996-11-28
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2016-11-29
Also published as: US6076794A

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrehsicherung für ein mit einem Stiftgelenklager versehenes Bauteil eines hydraulischen, hydropneumatischen oder pneumatischen Aggregats, insbesondere eines Schwingungsdämpfers oder eines Federbeins für Kraftfahrzeuge, wobei die Kolbenstange und/oder ein Behälter über jeweils ein vorzugsweise elastisches Stiftgelenklager mit dem Fahrzeugaufbau bzw. mit einem Radführungsteil verbunden ist und die Verdrehsicherung zwischen der Kolbenstange und/oder dem Behälter und dem damit verbundenen Fahrzeugteil wirksam ist, wobei die Verdrehsicherung durch ein elastisches Bauteil gebildet ist, welches die Gelenkbewegungen mitmacht und positioniert.

Eine derartige Verdrehsicherung ist aus der EP 06 02 330 A1 bekannt. Sie ist bei Schwingungsdämpfern oder Federbeinen erforderlich, die mittels Stiftgelenklagerungen mit dem Fahrzeug verbunden sind, wenn die mit äußeren Anschlüssen versehenen Schwingungsdämpfer- oder Federbeinbauteile eine exakte Einbaulage einnehmen müssen, damit die Anschlußleitungen für eine Dämpfkraftverstellung oder für eine Niveauregelung nicht beschädigt werden. Auch für solche Aggregate, die mit einem Magnetkörper eines Magnetschalters versehen sind, muß eine Sicherung gegen Verdrehen vorgesehen werden, wenn die Funktion einwandfrei sein soll. Ebenso sind für die Fahrwerksregelung oder für eine Überwachungseinrichtung von der Fahrsicherheit von Kraftfahrzeugen dienenden Größen oftmals Sensoren in den relativ zueinander beweglichen Schwingungsdämpfer- oder Federbeinteilen angeordnet, die insbesondere bei gering vorgespannten Stiftgelenklagerungen eine Sicherung der Kolbenstange und des Behälters gegen Verdrehung benötigen, damit eine Verstimmung oder Beschädigung der Sensorik vermieden wird.

Als drehfeste Gelenklager werden bei Schwingungsdämpfer oftmals die bekannten Gelenkaugen verwendet. Auch bei Kugelgelenken ist eine Verdrehsicherung zwischen dem Kugelzapfen und der Gelenkpfanne bekannt, die aus einem mit der Gelenkpfanne verbundenen Stift besteht, der in eine Nut des Kugelzapfens eingreift.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verdrehsicherung für ein elastisches Stiftgelenklager eines hydraulischen, hydropneumatischen oder pneumatischen Aggregats zu schaffen, die einfach und kostengünstig aufgebaut ist, eine vorgegebene Lage genau einhält und ein nachträgliches Verdrehen des Bauteils bei unsachgemäßem Einbau in das Fahrzeug ausschließt, so daß der Einbau auch von einem Laien vorgenommen werden kann. Die Verdrehsicherung soll ferner die Bewegungen des Stiftgelenklagers nicht oder zumindest nicht merklich beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verdrehsicherung zwischen der Kolbenstange und/oder dem Behälter bzw. dem Zylinder und einem fahrzeugfesten Teil angeordnet ist. Die positionierte Anordnung der Verdrehsicherung gewährleistet den lagerichtigen Einbau, wobei durch die Elastizität der Verdrehsicherung eine geringfügige Verdrehung der Bauteile zueinander ein Rückdrehmoment wirksam wird, so daß die exakte Lage selbsttätig hergestellt wird. Besondere Fachkenntnisse sind somit für den Einbau des Aggregats nicht erforderlich. Das elastische Bauteil ist kostengünstig herstellbar und bewirkt auch bei einem Einbau unter Vorspannung keine oder zumindest keine merkliche Beeinträchtigung der Bewegungen des Stiftgelenklagers.

Eine vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch erhalten, daß das elastische Bauteil durch ein einerseits mit einem fahrzeugfesten Teil und andererseits mit der Kolbenstange bzw. dem Behälter oder Zylinder drehfest verbundenes Gelenkgummielement gebildet ist. Auf diese Weise wird eine einfache Ausführung der Verdrehsicherung geschaffen, wobei das Gelenkgummielement eine Doppelfunktion ausübt, nämlich elastisches Lagerteil und Verdrehsicherung. Die drehfeste Verbindung des Gelenkgummielements mit der Kolbenstange ist sehr einfach ausgebildet, da das Gelenkgummielement mit einer Deckscheibe fest verbunden ist und die Deckscheibe ein Profil aufweist, welches in ein entsprechendes Gegenprofil des Gelenkzapfens eingreift. Die Verbindung des Gelenkgummielements mit der Deckscheibe erfolgt vorzugsweise durch Vulkanisation, es sind jedoch auch andere Verbindungen denkbar, beispielsweise eine Klebverbindung oder eine formschlüssige Verbindung. Eine direkte formschlüssige und drehfeste Verbindung des Gelenkgummielements mit dem Gelenkzapfen wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, daß der Gelenkzapfen ein axial verlaufendes Profil aufweist, in welches ein entsprechendes Gegenprofil des Gelenkgummielements eingreift. Beispielsweise kann auf dem Gelenkzapfen eine Profilhülse befestigt sein, die eine formschlüssige Verbindung mit dem Gelenkgummielement bildet.

Die drehfeste Verbindung des Gelenkgummielements mit dem fahrzeugfesten Teil wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch erhalten, daß zwischen einem Gelenktopf und dem Gelenkgummielement eine Formschluß besteht, der beispielsweise durch ein Innenpolygon des Gelenktopfes und ein darin paßgenau eingreifendes Außenpolygon des Gelenkgummielements gebildet ist.

Eine weitere Ausführungsform wird dadurch gebildet, daß das elastische Bauteil einerseits in eine Aussparung oder Schlüsselfläche vorzugsweise der Kolbenstange oder des Gelenkzapfens eingreift und andererseits in wenigstens eine Öffnung des fahrzeugfesten Teils mit axialer Vorspannung eingerastet ist.

Das elastische Bauteil kann erfindungsgemäß aus einem Federstahlblech-Formteil bestehen, welches am äußeren Umfang mit wenigstens einem Vorsprung versehen ist, der in die Öffnung des fahrzeugfesten Teils eingreift. Bei einer weiteren Ausführungsform wird das elastische Bauteil auf einfache Weise durch einen räumlich gewundenen Federstahldraht gebildet, der einerseits drehfest mit der Kolbenstange und andererseits drehfest mit dem fahrzeugfesten Teil verbunden ist.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Verdrehsicherung, bei der das Gelenkgummielement Bauteil der Verdrehsicherung ist;

Fig. 2 eine Ausführungsform, wobei der Gelenkzapfen mit einem axial verlaufenden Profil versehen ist;

Fig. 3 eine von einem Federstahlblech-Formteil gebildete Verdrehsicherung;

Fig. 4 die Verdrehsicherung nach Fig. 3 in der Draufsicht;

Fig. 5 eine von einem räumlich gewundenen Federstahldraht gebildete Verdrehsicherung;

Fig. 6 die Verdrehsicherung nach Fig. 5 in der Draufsicht;

Fig. 7 eine aus Federstahldraht gebildete und doppelseitig wirkende Verdrehsicherung;

Fig. 8 die Verdrehsicherung nach Fig. 7 in der Draufsicht;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform einer aus Federstahldraht bestehenden Verdrehsicherung;

Fig. 10 die Verdrehsicherung nach Fig. 9 in der Draufsicht.

Die Verdrehsicherung ist insbesondere für Kolben-Zylinder-Aggregate vorgesehen, die mittels Stiftgelenken elastisch mit einem Fahrzeug verbunden sind, wobei die zum Aggregat führenden Anschlußleitungen nicht beschädigt werden dürfen, bzw. die am oder im Aggregat angeordneten Sensoren nicht verstimmt werden. Auch ist bei dem Zusammenwirken von fahrzeugfesten Sensoren mit solchen, die am Aggregat befestigt sind, eine unverdrehbare Lagerung der Aggregatteile erforderlich.

In Fig. 1 ist die zwischen der Kolbenstange 3 und dem fahrzeugfesten Teil 4 angeordnete Verdrehsicherung 1 von einem Gelenkgummielement 9 gebildet, welches mit einer Deckscheibe 11 fest verbunden ist, wobei diese Verbindung u. a. durch Vulkanisation, Klebung oder Formschluß hergestellt ist. Im Zentrum der Deckscheibe 11 ist ein Profil vorgesehen, welches in ein entsprechendes Gegenprofil 12 des Zapfens 10 der Kolbenstange 3 eingreift und dadurch die drehfeste Verbindung mit der Kolbenstange 3 bildet. Am äußeren Umfang ist das Gelenkgummielement 9 vorzugsweise mittels Formschluß oder Vulkanisation drehfest mit dem fahrzeugfesten Teil 4 verbunden. Somit bildet das Gelenkgummielement 9 sowohl ein Teil der elastischen Lagerung als auch das elastische Bauteil 2 zur drehfesten Anordnung der Kolbenstange 3 im fahrzeugfesten Teil 4, welches üblicherweise durch mindestens zwei Schrauben mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist.

Das elastische Stiftgelenklager zwischen der Kolbenstange 3 eines Schwingungsdämpfers oder eines Federbeins und dem fahrzeugfesten Teil 4 wird durch einen Gelenkgummi 8 und das Gelenkgummielement 9 gebildet, wobei der Gelenkgummi 8 sich auf einer Anschlagscheibe abstützt, die auf einer Stirnfläche der Kolbenstange 3 aufliegt und die Stirnfläche am Übergang zwischen Kolbenstange 3 und Gelenkzapfen 10 vorhanden ist. Auf der anderen Stirnseite liegt der Gelenkgummi 8 an einem Gelenktopf 15 an, der wiederum auf die Stirnfläche des fahrzeugfesten Teils 4 wirkt, während andererseits das mit der Deckscheibe 11 verbundene Gelenkgummielement 9 wirkt. Mittels der beiden als Kontermuttern wirkenden Muttern, die am Ende des Gelenkzapfens 10 auf das Gewinde aufgeschraubt sind, werden die Gummielemente 8 und 9 vorgespannt, so daß während des Betriebs keine Gelenkgeräusche entstehen.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß der Gelenkzapfen 10 der Kolbenstange 3 ein axial verlaufendes Profil 13 aufweist, in welches eine entsprechende Aussparung 14 der Deckscheibe 11 und/oder des Gelenkgummielements 9 eingreift. Das axial verlaufende Profil 13 kann beispielsweise auch durch eine fest mit dem Gelenkzapfen 10 verbundene Hülse gebildet sein, die Mitnahmen mit relativ großer radialer Ausdehnung besitzt. Das Stiftgelenklager entspricht hinsichtlich Ausbildung dem nach Fig. 1, wobei auch die Bezugszeichen denen der Fig. 1 entsprechen.

In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der das elastische Bauteil 2 durch ein Federstahlblech-Formteil 17 gebildet ist. Dieses Federstahlblech-Formteil 17 greift mittig mit einer Aussparung in eine am freien Ende des Gelenkzapfens 10 angeordnete Schlüsselfläche 6 ein, wobei die Aussparung dieser Schlüsselfläche angepaßt ist und somit eine drehfeste Verbindung des Federstahlblech-Formteils 17 mit der Kolbenstange 3 gebildet wird. Die beiden einander gegenüberliegenden Arme des Federstahlblech-Form teils 17 erstrecken sich am Außenumfang in Achsrichtung der Kolbenstange 3 und liegen an der Innenfläche des fahrzeugfesten Teils 4, wobei Vorsprünge 18 des Federstahlblech-Formteils 17 in Öffnungen 7 des fahrzeugfesten Teils 4 eingreifen und damit die drehfeste Verbindung zwischen dem Federstahlblech-Form teil 17 mit dem fahrzeugfesten Teil 4 hergestellt wird. Das Federstahl blech-Formteil 17 ist derart axial vorgespannt eingebaut, daß dieses mittig gegen die vom Gelenkzapfen 10 gebildete Stirnfläche gedrückt wird und die Vorsprünge 18 bei den Lagerbewegungen des Stiftgelenklagers fest an der oberen Kante der Öffnungen 7 anliegen. Somit wird eine bei allen Lagerbewegungen elastisch wirksame Verdrehsicherung geschaffen, die keine Geräusche verursacht. Die elastische Stiftgelenklagerung ist, wie in Fig. 1 beschrieben, aufgebaut und bezeichnet, wobei das Gelenkgummielement 9 lediglich gegen die Deckscheibe 11 vorgespannt ist und damit auch keine Funktion als Verdrehsicherung zu übernehmen hat.

Eine Verdrehsicherung, die von einem räumlich gewundenen Federstahldraht 16 gebildet ist, wird in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Dieser das elastische Bauteil 2 bildende Federstahldraht 16 ist einerseits mit der Kolbenstange 3 durch Einstecken in eine von einer Bohrung gebildeten Aussparung 5 verbunden, während das andere Ende des Federstahldrahts 16 in die Öffnung 7 des fahrzeugfesten Teils 4 eingreift. Auch dieses elastische Bauteil 2 ist axial vorgespannt und liegt bei jeder Gelenkbewegung am oberen Rand der Öffnung 7 an.

Bei einer weiteren Verdrehsicherungskonstruktion, welche die Gelenkbewegungen elastisch mitmacht, ist entsprechend den Fig. 7 und 8 ein zweiarmiger räumlich gewundener Federstahldraht 16 zwischen der Kolbenstange 3 und dem fahrzeugfesten Teil 4 eingebaut. Die Verbindung mit der Kolbenstange 3 erfolgt dadurch, daß der Federstahldraht 16 mittig in die von einem Schlitz gebildete Aussparung 5 eingeführt wird. Die freien äußeren Enden des zweiarmigen Federstahldrahts 16 greifen in die Öffnungen 7 des fahrzeugfesten Teils 4 ein, wodurch die drehfeste Verbindung der Kolbenstange 3 mit dem fahrzeugfesten Teil hergestellt ist. Auch dieses elastische Bauteil 2 ist axial vorgespannt, so daß bei allen möglichen Gelenkbewegungen der räumlich gewundene Federstahldraht 16 gegen den Grund der Aussparung 5 gedrückt ist und die Enden am oberen Rand der Öffnungen 7 an liegen.

Die in den Fig. 9 und 10 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach den Fig. 7 und 8 im wesentlichen dadurch, daß der Federstahldraht 16 mittig derart gewunden ist, damit eine drehfeste Verbindung mit der am Ende des Gelenkzapfens angeordneten Schlüsselfläche 6 gebildet wird. Zwischen den äußeren Enden und der Mitte des Federstahldrahts 16 ist jeweils eine Federwindung vorgesehen, die eine leichtere Montage beim Einführen der Federstahlenden in die Öffnungen 7 ermöglicht.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf Verdrehsicherungen für Kolbenstangen von Schwingungsdämpfern oder Federbeinen gegenüber einem fahrzeugfesten Teil. Selbstverständlich können solche Verdrehsicherungen auch bei Stiftgelenklager von Schwingungsdämpfer- oder Federbein-Zylinder bzw. Behälter problemlos angewendet werden.

Claims

1. Verdrehsicherung für ein mit einem Stiftgelenklager versehenes Bauteil eines hydraulischen, hydropneumatischen oder pneumatischen Aggregats, insbesondere eines Schwingungsdämpfers oder eines Federbeins für Kraftfahrzeuge, wobei eine Kolbenstange und/oder ein Behälter über jeweils ein vorzugsweise elastisches Stiftgelenklager mit dem Fahrzeugaufbau bzw. mit einem Radführungsteil verbunden ist und die Verdrehsicherung zwischen der Kolbenstange und/oder dem Behälter und dem damit verbundenen Fahrzeugteil wirksam ist, wobei die Verdrehsicherung durch ein elastisches Bauteil gebildet ist, welches die Gelenkbewegungen mitmacht und positioniert, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehsicherung zwischen der Kolbenstange (3) und/oder dem Behälter bzw. Zylinder und einem fahrzeugfesten Teil (4) angeordnet ist.

2. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil (2) durch ein einerseits mit einem fahrzeugfesten Teil (4) und andererseits mit der Kolbenstange (3) bzw. dem Behälter oder Zylinder drehfest verbundenes Gelenkgummielement (9) gebildet ist.

3. Verdrehsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung mit dem Gelenkzapfen (10) der Kolbenstange (3) das Gelenkgummielement (9) mit einer Deckscheibe (11) fest verbunden ist und die Deckscheibe (11) mit einem Profil versehen ist, welches in ein Gegenprofil (12) des Gelenkzapfens (10) eingreift.

4. Verdrehsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur drehfesten Verbindung mit dem Gelenkgummielement (9) der Gelenkzapfen (10) mit einem axial verlaufenden Profil (13) versehen ist, in welches das Gelenkgummielement (9) oder die fest mit dem Gelenkgummielement (9) verbundene Deckscheibe (11) mit einer diesem Profil angepaßten Aussparung (14) eingreift.

5. Verdrehsicherung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Gelenktopf (15) und dem Gelenkgummielement (9) eine formschlüssige Verbindung besteht, die beispielsweise durch ein Innenpolygon des Gelenktopfes (15) und ein darin paßgenau eingreifendes Außenpolygon des Gelenkgummielements (9) gebildet ist.

6. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil (2) einerseits in eine Aussparung (5) oder Schlüsselfläche (6) vorzugsweise der Kolbenstange (3) eingreift und andererseits in wenigstens eine Öffnung (7) des fahrzeugfesten Teils (4) mit axialer Vorspannung eingerastet ist.

7. Verdrehsicherung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil (2) durch ein Federstahlblech-Formteil (17) gebildet ist, welches am äußeren Umfang mit wenigstens einem Vorsprung (18) versehen ist, der in die Öffnung (7) des fahrzeugfesten Teils (4) eingreift.

8. Verdrehsicherung nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Bauteil (2) durch einen räumlich gewundenen Federstahldraht (16) gebildet ist, der einerseits drehfest mit der Kolbenstange (3) und andererseits mit einem fahrzeugfesten Teil (4) verbunden ist.