DE19803174C2

DE19803174C2 - Kolben-Zylinderaggregat mit einem Führungslager

Info

Publication number: DE19803174C2
Application number: DE19803174A
Authority: DE
Inventors: Dieter Lutz
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2018-01-29
Also published as: DE19803174A1

Abstract

Kolben-Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist, wobei die Kolbenstange mit einem Führungslager zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie versehen ist, wobei die Kolbenstange mit dem Führungslager eine gewindelose Befestigungsverbindung eingeht, wobei das Führungslager ein teilbares Gehäuse aufweist, das einen Deckel und ein Unterteil umfaßt, die das Führungslager verschließen, wobei der Deckel und das Unterteil im Inneren des Gehäuses eine Elastomerfeder verspannen, die beidseitig an einer Stützscheibe angeordnet ist, wobei die Stützscheibe von der Kolbenstange durchdrungen und mit dieser gewindelos verbunden ist, wobei das Führungslager über exzentrisch zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates angeordnete Befestigungsmittel mit der Karosserie verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolben-Zylinderaggregat entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Grundsätzlich besteht bei der Montage eines Kolben-Zylinderaggregates, insbeson dere eines Federbeins, bei einem Kfz das Problem der Verbindung zwischen der Kolbenstange, dem Gelenklager und der Karosserie. Das DE-GM 81 17 572 U1 zeigt ein Gelenklager in der Ausführung eines Stiftgelenks, bei dem eine Gelenkscheibe mit einem Gelenkgummi auf einem Gewindeabschnitt der Kolbenstange eine Öff nung durchgreift. Oberhalb der Öffnung ist wiederum ein Gelenkgummi mit einer Ge lenkscheibe mittels einer Spannmutter verschraubt. Für den Monteur ist ein solches Gelenkauge nur mit einem relativ großen Zeitaufwand zu montieren. Es ist zu be rücksichtigen, daß der Gewindeabschnitt in der Regel ca. 40 mm lang ist und eine Steigung von 1 bis 1,5 mm aufweist. Folglich muß der Monteur, insbesondere bei einem Reparaturfall, entsprechend viel Werkzeugumdrehungen ausführen. Dabei muß die Kolbenstange an Werkzeugflächen der Kolbenstange mit einem weiteren Werkzeug festgehalten werden, damit die Spannmutter festgedreht werden kann.

Die DE 38 22 421 A1 beschreibt einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit ei nem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Zylinder, einer Kolbenstange und einem Kolben, wobei der Zylinder und die Kolbenstange jeweils ein elastomeres Lager zur Befestigung aufweisen. Ein Hinweis hinsichtlich der Verbindung zwischen dem Lager und dem Schwingungsdämpfer ist nicht zu entnehmen.

Aus der DE 44 40 030 A1 ist eine Lagerung für einen Schwingungsdämpfer bekannt, bei der auf eine Verschraubung zwischen dem Schwingungsdämpfer und einer Fahrzeugkarosserie verzichtet werden kann. Eine Rastverbindung ersetzt eine Schraubverbindung.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 90 18 074 U1 beschreibt ein Abstützlager zur win kelbeweglichen, elastischen Abstützung eines Abstützgliedes einer Radaufhängung, mit einem von einem innerhalb eines Lagergehäuses vorgesehen Elastomerkörper spielfrei aufgenommenen Lagerkern, dessen Bewegungen in Abstützrichtung über den Elastomerkörper durch gehäusefeste Anschläge begrenzt sind. Im Lagergehäu se ist ein Lagerkern in einem Elastomerkörper einvulkanisiert. Zur Anbindung des Lagerkerns an die Kolbenstange verfügt der Lagerkern über eine Gewindebohrung. Bei der Befestigung des Lagerkerns auf der Kolbenstange muß diese festgehalten werden, um ein vorgesehenes Vorspannmoment zu erreichen. Dasselbe gilt für das Lagergehäuse, das eine zentrale Lagerbefestigungsschraube aufweist, so daß wiederum bei der Befestigung der gesamten Baueinheit Schwingungsdämpfer/Lagergehäuse an der Fahrzeugkarosserie ein erhöhter Montageaufwand betrieben werden muß, damit die Kolbenstange beim Anziehen der Spannmutter nicht mitdreht.

Die gattungsbildende DE 195 11 642 A1 beschreibt ein Kolben-Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist, wobei die Kolbenstange mit einem Führungslager zur Anbindung an eine Fahrzeug karosserie versehen ist, wobei die Kolbenstange mit dem Führungslager eine gewin delose Befestigungsverbindung eingeht, und das Führungslager ein teilbares Gehäuse aufweist, das einen Deckel und ein Unterteil umfaßt, die das Führungslager verschließen, wobei der Deckel und das Unterteil im Inneren des Gehäuses eine Elastomerfeder verspannen, die beidseitige an einer Stützscheibe angeordnet ist, wobei die Stützscheibe von der Kolbenstange durchdrungen und mit dieser gewinde los verbunden ist, wobei das Führungslager über exzentrisch zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates angeordnete Befestigungsmittel mit der Karosserie ver bunden ist. Die Elastomerfeder liegt mit der Unterseite, der Oberseite und einer um laufenden Mantelfläche an dem Deckel bzw. dem Unterteil des Führungslagers an. Die konstruktive Ausgestaltung der Freiräume zwischen der Elastomerfeder und dem Deckel oder dem Unterteil wird nicht offenbart.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kolben-Zylinderaggregat zu realisieren, das hinsichtlich der Montage optimiert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 ge löst.

Man kann bei der Montage des Führungslagers auf Werkzeuge oder Vorrichtungen verzichten, die die Kolbenstange in Umfangsrichtung festhalten. Des weiteren erhält man eine besonders platzsparende und geräuschisolierende Lagerung. Die exzentri sche Anbindung des Führungslagers an die Karosserie verhindert ebenfalls ein Mit drehen der Kolbenstange beim Befestigen des Gesamtaggregates an der Karosse rie. Neben der Elastomerfeder kommt noch eine weitere Feder zum Einsatz, indem die Elastomerfeder mit dem Deckel einen Raum bildet, der mit der eingeschlossenen Luft eine Federwirkung hervorruft.

Bei einer Ausführungsvariante besteht die gewindelose Befestigungsverbindung zwi schen der Kolbenstange und dem Führungslager aus einem Formschluß zwischen einem Sicherungsring und einer entsprechenden Ringnut. Bei einem Sicherungsring handelt es sich um ein sehr platzsparendes und trotzdem sehr hohe Tragkräfte auf nehmendes Bauteil.

Das teilbare Gehäuse ermöglicht den Zugriff auf die Anbindungsstelle der Stütz scheibe an der Kolbenstange, so daß auch ein vollständig geschlossenes Gehäuse verwendet werden kann.

Alternativ ist vorgesehen, daß die gewindelose Befestigungsverbindung aus einer zumindest partiell ausgeführten Versickung des Führungslagers mit der Kolbenstan ge besteht. Bei dieser Verbindung kann kein Spiel auftreten, das u. U. Geräusche verursachen würde. Des weiteren ist ein unfachmännisches Öffnen der Befesti gungsverbindung ausgeschlossen.

Es hat sich herausgestellt, daß die gewindelose Befestigungsverbindung auch durch eine Verschweißung der Kolbenstange mit dem Führungslager realisiert werden kann. Im Bereich des Führungslagers benötigt die Kolbenstange keine schützenden Oberflächenbehandlungen, so daß eine Schweißverbindung möglich ist.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch werden der Deckel und ein Unterteil des Führungslagers mittels einer Preßverbindung zusammengehalten werden. Alternativ ist vorgesehen, daß der Deckel mit dem Unterteil formschlüssig verbunden ist. Bei spielsweise wird das Unterteil mit dem Deckel verrollt. Auch an dieser Stelle wurde bewußt auf eine Schraubverbindung verzichtet.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Kolben-Zylinderaggregat mit Führungslager

Fig. 2 Eine gewindelose Befestigungsverbindung in Form einer Versickung

Fig. 3 Eine gewindelose Befestigungsverbindung mit einer Verschweißung

Fig. 4 Führungslager mit formschlüssiger Verbindung zwischen Deckel und Unterteil

Die Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Kolben-Zylinderaggregates 1 mit einem Führungslager 3. Das Kolben-Zylinderaggregat kann beispielsweise als ein Ein rohr- oder Zweirohr-Schwingungsdämpfer ausgeführt sein. Innerhalb eines nicht dargestellten Zylinders des Kolben-Zylinderaggregates ist eine Kolbenstange 5 axial beweglich angeordnet. Am oberen Ende der Kolbenstange ist das Führungs lager 3 befestigt. Das Führungslager besteht aus einem Unterteil 7 und einem Deckel 9. Beide Teile bilden mittels einer Preßverbindung 11 eine Baueinheit, in der eine Elastomerfeder 13 gekammert ist. Diese Elastomerfeder 13 verfügt über eine Stützscheibe 15, die von der Kolbenstange durchdrungen wird und die ge windelose Befestigungsverbindung zur Kolbenstange 5 herstellt. Dazu verfügt die Kolbenstange über eine Anlagefläche, die in diesem Ausführungsbeispiel von ei nem ersten Sicherungsring 17 in einer ersten Ringnut 19 gebildet wird. In einem Abstand dazu ist ein weiterer Sicherungsring 21 in der zweiten Ringnut 23 der Kol benstange 5 eingespannt. Damit ist die Stützscheibe 15 des Führungslagers axial ortsfest relativ zur Kolbenstange in ihrer Lage bestimmt. Die Stützscheibe wird von der Elastomerfeder zumindest partiell beidseitig umfaßt, wobei die Ela stomerfeder, wie bereits beschrieben, von den beiden Gehäuseteilen 7; 9 des Führungslagers 3 gehalten wird.

Die Elastomerfeder 13 bildet mit dem Deckel 9 einen Raum 25, der mit Luft ge füllt, aber nicht hermetisch dicht ist. Ein Drosselkanal 25a sorgt für eine entspre chende Außenverbindung. Es liegt dadurch ein Druckraum vor, der einer kleinen Gasfeder entspricht, die bei der Auslegung der Elastomerfeder berücksichtigt werden sollte.

Bei der Montage wird zunächst das Unterteil 7 lose auf die Kolbenstange 5 auf gefädelt. In einem weiteren Arbeitsschritt setzt man den ersten Sicherungs ring 17 in die Ringnut 19 der Kolbenstange ein. Diese Ringnut kann spanend oder aber auch durch ein Rollenverfahren hergestellt werden. Es folgt die Elastomerfe der 13 mit der Stützscheibe 15, die beispielsweise einvulkanisiert sein kann. Der zweite Sicherungsring 21 mit der weiteren Ringnut 23 hält die Stützscheibe axial fest. Danach kann der Deckel 9 auf die Elastomerfeder 13 gelegt werden. Ab schließend wird das Unterteil 7 des Führungslagers 3 in Richtung des Deckels 9 angehoben und in einen Rohrabschnitt 9a des Deckels 9 eingepreßt. Alternativ kann natürlich auch eine Schweißverbindung eingesetzt werden. Das Unterteil ist wie ein Becher geformt und kann deshalb ggf. eine Zusatzfeder 27 aufnehmen. Am oberen Deckelrand sind mehrere Öffnungen 29 für Befestigungsschrauben angebracht, die eine nicht dargestellte Verbindung zu einer Fahrzeugkarosserie oder einer ähnlichen Anwendung herstellen. Die Öffnungen 29 sind exzentrisch zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates ausgeführt, so daß sich beim Befestigen entsprechender Schrauben die Kolbenstangen nicht mitdrehen kann. Für den Monteur am Fließband steht ein Modul, bestehend aus einem Führungslager und einem Kolben-Zylinderaggregat zur Verfügung, das als Baueinheit rasch montiert werden kann.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird keine Durchgangsöffnung in einem Radka stendom 31 für das Führungslager 3 benötigt. Für ein Kfz bedeutet das, daß ein geschlossener Radkastendom eingesetzt werden kann. Damit ist eine erhebliche Geräuschdämmung und Verfestigung verbunden.

Die Fig. 2 zeigt ein Detail der Stützscheibe 15 mit der Kolbenstange 5. Anstelle eines zweiten Sicherungsringes 21 kommt eine Versickung 33 zur Anwendung. Mittels eines Umformwerkzeuges 35 wird ein umlaufender Rand 37 der Stütz scheibe 15 zumindest partiell in die Ringnut 23 verpreßt. Diese Versickung kann Kräfte in Zug- und in Druckrichtung übertragen.

Als weitere Möglichkeit für eine gewindelose Befestigungsverbindung steht, wie die Fig. 3 zeigt, eine Verschweißung 39 zwischen der Stützscheibe 15 und der Kolbenstange 5 zur Verfügung. Innerhalb des Führungslagers 3 muß die Kolben stange nicht mehr beschichtet sein, so daß aus dieser Richtung keine Schwierig keiten zu erwarten sind. Auf die erste Ringnut 19 und den ersten Sicherungs ring 17 kann bei Einsatz einer Vorrichtung, die die Stützscheibe positioniert, ver zichtet werden.

In der Ausführung nach Fig. 4 ist ein Führungslager 3 dargestellt, bei dem das Unterteil einen Hülsenabschnitt 41 aufweist, der mit dem Deckel 9 über eine formschlüssige Verbindung in Form einer Verrollung 43 verschlossen ist. Abwei chend zu den Fig. 1 bis 3 sind die Öffnungen 29 für die Befestigungsschrau ben am Unterteil 7 ausgeführt. In Abhängigkeit der vorgegebenen Belastungs grenzen kann das Führungslager aus einem metallischen Werkstoff, beispielswei se Stahl oder Aluminium, oder auch einem Kunststoff bestehen.

Claims

1. Kolben-Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist, wobei die Kolbenstange mit einem Führungslager zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie versehen ist, wobei die Kolbenstange mit dem Führungslager eine gewindelose Befestigungsverbindung eingeht, und das Führungslager ein teilbares Gehäuse aufweist, das einen Deckel und ein Un terteil umfaßt, die das Führungslager verschließen, wobei der Deckel und das Un terteil im Inneren des Gehäuses eine Elastomerfeder verspannen, die beidseitig an einer Stützscheibe angeordnet ist, wobei die Stützscheibe von der Kolben stange durchdrungen und mit dieser gewindelos verbunden ist, wobei das Füh rungslager über exzentrisch zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates ange ordnete Befestigungsmittel mit der Karosserie verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerfeder (13) mit dem Deckel (9) einen Raum (25) bildet, der mit Luft gefüllt, aber nicht hermetisch dicht ist und ein Drosselkanal (25a) für eine ent sprechende Außenverbindung sorgt.

2. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindelose Befestigungsverbindung zwischen der Kolbenstange (5) und dem Führungslager (3) aus einem Formschluß zwischen einem Sicherungs ring (21) und einer entsprechenden Ringnut (23) besteht.

3. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindelose Befestigungsverbindung aus einer zumindest partiell ausge führten Versickung (33) des Führungslagers (3) mit der Kolbenstange (5) besteht.

4. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewindelose Befestigungsverbindung durch eine Verschweißung (39) der Kolbenstange (5) mit dem Führungslager (3) realisiert ist.

5. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) und das Unterteil (7) des Führungslagers (3) mittels einer Preßverbindung (11) zusammengehalten werden.

6. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) mit dem Unterteil (7) formschlüssig verbunden ist.