DE2507308A1

DE2507308A1 - Federungsanordnung fuer kraftfahrzeugraeder

Info

Publication number: DE2507308A1
Application number: DE19752507308
Authority: DE
Inventors: Johan Hendrick Keijzer; Gery Omer Maes
Original assignee: Monroe Belgium NV
Current assignee: Tenneco Automotive Europe BVBA
Priority date: 1974-05-02
Filing date: 1975-02-20
Publication date: 1975-11-20
Also published as: GB1474297A; IT1031797B; DE2507308B2; ES437109A1; US3893702A

Description

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nit. ing. H. NEGEIVDAIVK (·ΐ973> · dipl.-ing. H. HATJCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ dipl.-ing. E. GRAAIiFS · dipl.ing. W. WEHNERT · dipl.-phys. W. CARSTENS

HAMBURG-MÜNCHEN

ZUSTELLUNGSANSCHRIFT; 20OO HAMBURG 36 · NEUER WALL 41

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telefon (ΟΙΟ) 36 74 28 UND 36 4119

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TELEGR. NEGEDAPATENT MÜSCHIS

Schuurhovenveld ^{TEM5FON (O89) 538ο58β}

Sint-Truiden/Belgien

Hamburg, 18. Februar 1975

Federungsanordnung für Kraftfahrzeugräder

Die Erfindung betrifft eine Federungsanordnung für Kraftfahrzeugräder O

Es war bisher bei Federungsanordnungen der Mac Pherson Art üblich, eine entfernbare Stoßdämpferhülse in einem äußeren Gehäuse vorzusehen und . die Stoßdämjierhülse entfernbar im äußeren Gehäuse mittels einer geeigneten Ringmutter zu befestigen, die am oberen Ende der Hülse angriff und sie zwangsläufig im Gehäuse in Stellung hielt. Diese Gehäuse waren typischerweise unlösbar mit der zugeordneten Radachse verbunden, so daß bei einem notwendig werdenden Austausch des Stoßdämpfers nur die Hülse selbst verschrottet werden brauchte,

Infolge der hohen Herstellungs- und Materialkosten ist diese Konstruktion vom Kostenstandpunkt her beanstandbar, da kostspielige Bearbeitungsvorgänge notwendig sind, um das

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Gewinde im oberen Ende des die Stoßdämpferhülse aufnehmenden

zu formen
Gehäuses/wie auch die Herstellung der zugeordneten Ringmutter oder dergleichen Element notwendig sind· Die Erfindung sieht eine neue und verbesserte Federungsstrebe vor, die die obigen Probleme dadurch überwindet, daß bei der neuartigen Federungsstrebe die Notwendigkeit sowohl das die Stoßdämpferhülse aufnehmende Gehäuse zu bearbeiten als auch den zugeordneten Haltering herzustellen in Fortfall kommt. Genauer gesagt, sieht die Erfindung eine neuartige Federungsstrebe vor, bei der die verschiedenen Teile im Gehäuse mittels eines Bördelvorgangs gehalten werden, bei dem das obere Ende des Gehäuses radial einwärts bis in eine Stellung verformt wird, in der es wenigstens teilweise die inneren Teile im Gehäuse überdeckt. Außerdem wird bei der Federungsstrebe gemäß der Erfindung eine Radachsenausbildung verwendet, bei der der Präzisionsabschnitt der Radachse, der mit dem Radlager zusammenwirkt, von der Strebe entfernt werden kann, wenn dieselbe ersetzt und eine neue Strebe wieder eingebaut wird, so daß eine beachtliche Kosteneinsparung gegenüber Konstruktionen erzielt wird, bei denen die Radachse vollständig verschrottet werden mußte, wenn die Federungsstrebe selbst ersetzt wurde.

Es ist demgemäß ein allgemeines Ziel der Erfindung, eine neuartige und verbesserte Fahrzeugfederung zu schaffen«.

Ein genaueres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen und verbesserten Federungsstrebe für Fahrz eugf ede rungen <,

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Ein noch, genaueres Ziel der Erfindung besteht in. der einer neuartigen und verbesserten Federungsstrebe der Mac Pherson Art·

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in dar Schaffung einer neuartigen und verbesserten Federungsstrebe der 25se Pherson Art, bei der das obere Ende des äußeren Gehäuses radial einwärts verforat ist, um die verschiedenen Teile der Strebe Gehäuse zu halten.

Ein damit zusammenhängendes Ziel der Erfindung bestellt in Schaffung einer neuartigen und verbesserten Federungss-trebe der zuvor beschriebenen Art, die eine Radachse mi-fc si&es ersten, fest mit dem äußeren Gehäuse verbundenen Ab schnitt und einen zweiten, lösbar mit dem ersten Abschnitt verbundenen Abschnitt aufweist.

Ein weiteres Ziel, der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen und verbesserten Federungsstrebe der zuvor beschriebenen Art, die wirtschaftlich, herstellbar, wenn notwendig leicht ersetzbar, ist und die eine lange Lebensdauer hat·

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor. Ss zeigen:

Fig.- 1 einen perspektivischen Aufriß von einer der Federungs— streben, die bei der Fahrzeugfederung gemäß der Erfindung

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verwendet wird}

Fig· 2 eine teilweise fortgebrochene Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Federungsstrebe in Richtung des Pfeiles 2 der Fig. 1 gesehen}

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt im wesentlichen nach Linie 3-3 der Fig. 2} und

Fig. 4 einen Teillängsschnitt des unteren Endes einer abgewandelten Ausführungsform der Federungsstrebe gemäß der Erfindung.

Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, in der eine im ganzen mit 10 bezeichnete Fahrzeugfederung in Zusammenwirkung mit einem Teil eines Fahrzeugrahmens gezeigt ist, der normalerweise das zugeordnete Fahrzeugchassis usw. trägt, wie dies allgemein bekannt ist. Die Fahrzeugfederung 10 weist wenigstens zwei Federungsstreben auf, von denen eine in Fig. 1 gezeigt und im ganzen mit 14 bezeichnet ist. Die Federungsstrebe 14 arbeitet mit einer Schraubenfeder 16 und einer Radachse 18 zusammen, um ein Fahrzeugrad in Bodenberührung zu halten, wie es allgemein bekannt ist, wobei die Feder 16 dazu dient, den Fahrzeugrahmen 12 gegenüber dem Rad abzufedern. Typischerweise wurden die beiden Federungsstreben, die bei der Fahrzeugfederung gemäß der Erfindung verwendet werden, aus Vorderradstreben eines Fahrzeugs bestehen. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die Vorderradfederung eines Fahrzeugs beschränkt sein, da sie genauso zufriedenstellend in Verbindung mit den hinteren Fahrzeugrädern

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zur Anwendung kommen kann.

Es soll nunmehr die Konstruktion der Federungsstrebe im einzelnen beschrieben werden, die am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Federungsstrebe weist ein langgestrecktes zylindrisches Gehäuse 20 auf, das am unteren Ende mittels einer becherförmigen Kappe 22 oder dergleichen verschlossen ist. Im Gehäuse 20 erstreckt sich im wesentlichen koaxial dazu ein langgestreckter rohrförmiger Druckzylinder 24, der vom inneren Umfang des Gehäuses 20 einen radialen einwärts gerichteten Abstand hat und mit dem Gehäuse 20 eine als Flüssigkeitsreservoir dienende Kammer 26 bildet. Eine langgestreckte Kolbenstange 28 erstreckt sich koaxial im Druckzylinder 24 und trägt einen im ganzen mit 30 bezeichneten Kolbenaufbau an ihrem unteren Ende. Die Kolbenstange 28 ist innerhalb der Federungsstrebe 14 in einer ringförmigen Führung 32 hin- und hergleitend angeordnet, die am oberen Ende des Druckzylinders 24 angeordnet ist_o Die Kolbenstangenführung JZ ist mit einer mittleren Bohrung 3h versehen, in der eine geeignete reibungsarme Lagerbuchse 36 angeordnet ist, die dazu di^ent, eine abriebfeste Gleitdichtung zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 28 und dem Innenumfang der Kolbenstangenführung 32 zu bilden. Das obere Ende der Kolbenstangenführung 32 ist mit einer ringförmigen Aufbohrung 38 versehen, in der ein elastisches Wisch- und Dichtungselement hO angeordnet isto Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist der Dichtungsring 40 einen inneren Umfangsabschnitt 42 auf, der in Wisch- und Dichtungseingriff mit dem Außenumfang der Kolbenstange 28 steht und durch einen geeigneten Federring 44 oder dergleichen

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in Dichtungseingriff an die Kolbenstange gedrückt wird. Der Dichtungsring 4o ist mit einem geeigneten Verstärkungsring versehen und weist einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 48 auf, der durch das obere Ende des Gehäuses 20 in einer nachfolgend noch zu beschreibenden Weise in Stellung gehalten wird. Das untere Ende der Kolbenstangenführung 32 ist mit einer ringförmigen Schulter 50 versehen, an der das obere Ende des Druckzylinders 24 anliegt. Jn der Kolbenstangenführung 32 sind geeignete Durchflußkanäle 52 vorgesehen,. die das obere Ende des Flüssigkeitsreservoirs 26 mit der Aufbohrung 38 verbinden, so daß der normalerweise im Reservoir 26 herrschende Flüssigkeitsdruck die Wirkung des Federringes 44 beim Andrücken des inneren Abschnitts 42 des Dichtungsringes in zwangsläufigen Dichtungseingriff mit dem Außenumfang der Kolbenstange 28 unterstützt, wie dies allgemein bekannt ist. Ein beispielsweise aus einem federnd verformbaren Material wie Gummi hergestellter Puffer, der im ganzen mit 54 bezeichnet ist, ist auf der Kolbenstange 28 angrenzend an den Kolbenaufbau 30 vorgesehen und wird durch einen Stützring 56 in Stellung gehalten, der fest mit der Kolbenstange 28 unmittelbar unter der Pufferanordnung 54 befestigt ist. Die Pufferanordnung 54 arbeitet in allgemein bekannter Weise, indem sie eine Beschädigung des Kolbenaufb;aus 30 beim Aufwärtshub der Kolbenstange verhindert.

Der Kolbenaufbau 30 weist einen im wesentlichen zylinderförmigen Kolben 58 auf, der an einem unteren Endabschnitt 60 der Kolbenstange 28 mit reduziertem Durchmesse!" mittels einer geeigneten

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Haltemutter 62 befestigt ist. Der Kolben 58 ist mit mehreren
Umfangsabstand aufweisenden radial außen angeordneten, sich.
längs erstreckenden Durchlaßkanälen 64 versehen, die zwischen zwei radialen Abstand aufweisenden konzentrischen Ventilsitzen 66 und 68, die am oberen Ende des Kolbens 58 vorgesehen sind, angeordnet sind. Die Ventilsitze 66, 68 wirken mit einer verhältnismäßig dünnen Ventilscheibe 70 zusammen, die die oberen Enden der Durchflußkanäle 6k verschließt, wenn sich die Kolbenstange 28 aufwärts im Druckzylinder 24 bewegt. Eine Scheibenfeder 72 ist unmittelbar über dem Scheibenventil 70 angeordnet, die letzteres federnd nachgiebig gegen die Ventilsitze 66, 68 drückt. Eine Stützscheibe ¹Jk ist unmittelbar über der Scheibenfeder 72 angeordnet, um die Teile 70, 72 in Stellung zuhalten.

Ein weiterer Ventilsitz 76 ist am unteren Ende des Kolbens 58 vorgesehen, der eine Stellung radial außerhalb von mehreren
mit Umfangsabstand angeordneten, sich längserstreckenden
inneren Durchflußkanälen 78 einnimmt und der mit einer dünnen Ventilscheibe 80 zusammenwirkt, die mittels einer Schraubenfeder 82 gegen den Ventilsitz 76 gedrückt wird, wobei das obere Ende der Schraubenfeder 82 sich an einem Federsitz 84 und das untere Ende derselben an der Mutter 62 abstützt. Es ist ersichtlich, daß wenn sich der Kolbenaufbau kO aufwärts im Druckzylinder 24 bewegt, unter Druck stehende Flüssigkeit sich
abwärts durch die Durchflußkanäle 78 bewegt und dabei die
Ventilscheibe 80 abhebt und einen Durchfluß in die Zone unter dem Kolbenaufbau 30 freigibt. Wenn umgekehrt der Kolbenaufbau 30 sich im Druckzylinder 24 abwärts bewegt, wird die Ventil-

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scheibe 70 aufwärts von den Ventilsitzen 66, 68 abgehoben und gestattet einen Flüssigkeitsdurchgang in das obere Ende des Druckzylinders 2k durch die Durchflußkanäle 6k_t wie dies Fachleuten allgemein bekannt ist_o

Nahe dem unteren Ende des Druckzylinders 2k ist ein im ganzen mit 86 bezeichnetes Bodenventil vorgesehen, das einen zylindrischen Endteil 88 aufweist, welches im wesentlichen napfförmig ausgebildet ist und Durchflußkanäle 90 aufweist, die mit dem unteren Ende des Flüssigkeitsreservoirs 26 verbunden sind. Eine eingehende Beschreibung der Konstruktion und Wirkungsweise des Bodenventils 86 ist der US Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 370 021 vom 14. Juni 1973 zu entnehmen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden soll. Das Bodenventil 86 wirkt im wesentlichen als Volumenausgleich der Kolbenstange 28, wenn sich dieselbe abwärts im Druckzylinder 2k bewegt. Genauer gesagt hat das Bodenventil 86 die Aufgabe, den hydraulischen Flüssigkeitsstrom zwischen dem unteren Ende des Druckzylinders 2k und dem Reservoir 26 zu steuern. Aus Abkürzungsgründen wird jedoch auf eine eingehende Beschreibung der Konstruktion und Wirkungsweise des Ventilaufbaus 86 verzichtet, da ein volles Verständnis aus der zuvor erwähnten US Patentanmeldung Nr. 370 021 entnommen werden kann.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist das obere Ende des Gehäuses 20 mit einem Endabschnitt 92 reduzierter Dicke versehen, der vor dem endgültigen Zusammenbau der inneren Teile der Federungsstrebe Ik sich im wesentlichen axial nach außen erstreckt, wie dies mit

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den strichpunktierten Linien in Fig. 3 angedeutet ist. Nachdem die verschiedenen Teile im Gehäuse 20 eingebaut sind, wird das äußere Gehäuse 20 einem Bördelarbeitsgang unterworfen, wobei der Endabschnitt 92 radial einwärts und etwas abwärts verformt wird, wie dies durch die vollen Linien des Abschnitts 92 in Fig. 3 gezeigt ist« Wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich, überdeckt der radial am weitesten innen liegende Teil des Abschnitts 92 den Außenumfangsabschnitt 48 des Dichtungsringes kÖ und klemmt denselben am oberen Ende der Kolbenstangenführung 32 feste Auf diese Weise werden die verschiedenen inneren Teile innerhalb der Federungsstrebe zwangsläufig durch die Bördelung des Gehäuseabschnitts 92 festgehalten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Radachse 18 aus einem ersten Radachsenteil 9^, das fest mit der Federungsstrebe lh verbunden ist und einem zweiten Radachsenteil 96, das entfernbar am ersten Teil $h befestigt ist. Genauer gesagt hat das erste Radachsenteil $h eine Hülsenform und erstreckt sich um den Außenumfang des Gehäuses 20 und ist damit beispielsweise durch Schweißen,verbunden, wie dies bei 98 in Fig. 3 angedeutet ist. Das erste Radachsenteil 9h weist einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 100 auf, der durch geeignete Schrauben oder dergleichen Befestigungsmittel 102 mit dem zweiten Radachsenteil 96 verbunden werden kann. Wie üblich weist der zweite Radachsenteil 96 einen bearbeiteten Achsenabschnitt 104 auf, auf dem das Radlager angeordnet ist, mit dem das Kraftfahrzeugrad gelagert ist.

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Die Federungsstrebe 14 ist mit einer sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Federstützplatte versehen, die im ganzen mit 106 bezeichnet ist und die einen sich radial nach außen erstreckenden Flanschabschnitt 108 aufweist, auf dem sich das untere Ende der Schraubenfeder 16 abstützt. Der Innenumfang der Platte 106 ist beispielsweise durch eine Schweißung 110 mit dem Außenumfang des Gehäuses 20 verbunden, wie dies aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist. Das obere Ende der Feder 16 greift an einer ähnlichen Platte (nicht dargestellt) an, die ihrerseits auf den zugeordneten Rahmen oder den Chassisabschnitt 12 einwirkt, wodurch das zugeordnete Chassis auf der Schraubenfeder 16 in allgemein bekannter Weise abgefedert ist.

Wenn es erwünscht ist, die Federungsstrebe 14 zu ersetzen, wird die Schraubenfeder 16 in geeigneter Weise zusammengedrückt, um die auf den Chassisabschnitt 12 ausgeübte Federkraft aufzuheben, worauf dann die Mutter 112 die auf das obere Ende 114 reduzierten Durchmessers der Kolbenstange 28 aufgeschraubt ist, entfernt wird, so daß die Federungsstrebe 14 entfernt werden kann. Die Befestigungsschrauben 102 werden dann entfernt, um eine Trennung des Radachsenabschnitts 104 von der Federungsstrebe 14 zu gestatten, worauf dann die Federungsstrebe 14 verschrottet und der Radachsenabschnitt 104 mittels der Befestigungsschrauben 102 an einer neuen Federungsstrebe 14 befestigt werden kann. Danach kann die Feder 16 um die neue Federungsstutze 14 angebracht werden und der obere Endabschnitt 114 der Kolbenstange 28 kann mittels der Mutter 112 mit dem Chassis 12 verbunden werden.

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Fig. h zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsfoxm der Federungsstrebe,bei der das untere Ende des Gehäuses 20 mit einem einteiligen Bodenabschnitt 22» ausgebildet ist. Die in Fig. h gezeigte Federungsstrebe ist mit 14¹ bezeichnet und ist in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise identisch, mit der zuvor beschriebenen Federungsstrebe 14 mit Ausnahme,daß die bei letzterer vorgesehene Endkappe 22 durch den einteiligen Bodenabschnitt 22* ersetzt ist. Vorzugsweise,jedoch nicht notwendigerweise wird der Bodenabschnitt 22¹ durch einen Bördelvorgang hergestellt, wie dies allgemein bekannt ist, wodurch die Notwendigkeit einer Schweißung oder anderen Befestigung eines gesondert hergestellten Teiles, nämlich die Endkappe 22, vermieden wird,,

Während es ersichtlich ist, daß die bevorzugte Ausführungsform der offenbarten Erfindung die eingangs erwähnten Ziele voll erfüllt, wird darauf hingewiesen, daß Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, wie er in den Ansprüchen zum Ausdruck kommt.

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Claims

Patentansprüche :

Federungsanordnung für Kraftfahrzeugräder, gekennzeichnet durch:

"wenigstens eine Federungsstrebe (i4), die einen langgestreckten rohrförmigen Druckzylinder (24) aufweist;

einen Ventile aufweisenden Kolben (30)» der in dem Zylinder (24) hin- und hergehend angeordnet und mit einem Ende einer Kolbenstange (28) verbunden ist, die sich axial aus einem Ende des Zylinders (24) erstreckt;

Befestigungsmittel (102), die ein Ende der Kolbenstange (28) mit einem abgefederten Teil des Fahrzeugs verbinden}

eine Kolbenstangenführung, die an einem Ende des Druckzylinders (24) angeordnet ist und als Lagerung bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenstange (28) im Zylinder dient;

ein langgestrecktes, rohrförmiges Gehäuse (20), das sich konzentrisch um den Druckzylinder (24) mit radialem Abstand nach außen erstreckt und mit dem Druckzylinder (24) ein Flüssigkextsreservoir (26) bildet;

ein am von der Kolbenstangenführung (32) entgegengesetzten Ende des Druckzylinders (24) angeordnetes Bodenventil (86), das den Flüssigkeitsstrom zwischen

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dem Inneren des Druckzylinders (24) und dem Flüssigkeitsreservoir (26) steuert}

eine nahe dem einen Ende der Federungsstrebe (i4) angeordnete Radachse (18), die einen ersten fest mit dem Außenumfang des Gehäuserohres (20) verbundenen Teil (9*0 und einen zweiten entfernbar mit dem ersten Teil (9*0 verbundenen zweiten Teil (96) aufweist, auf dem ein Fahrzeugrad gelagert ist} und

wobei das Ende des rohrförmigen Gehäuses (20) nahe der Kolbenstangenführung (32) sich axial über das" axial äußere Ende der Führung hinauserstreckt und der Endabschnitt (92) radial einwärts über wenigstens einen Teil der axial äußeren Seite der Kolbenstangenführung (32) verformt ist.

2· Federungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Radachsenteil (96) durch Befestigungsmittel (102) lösbar mit dem asten Radachsenteil (94) verbunden ist_o

3« Federungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Radachsenteil (9*0 sich um den Außenumfang des rohrförmigen Gehäuses (20) erstreckt und fest damit durch Schweißen verbunden ist·

4. Federungsanordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die entfernbaren Befestigungsmittel (1O2) Gewindeelementβ sind.

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5. Federungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsdichtung (4o) an der axial äußeren Seite der Kolbenstangenführung (32) vorgesehen ist, die einen gleitenden Dichtungseingriff mit dem Außenumfang der Kolbenstange (28) hat.

6. Federungsanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (92) des rohrförmigen Gehäuses (20) sich radial über wenigstens einen Teil der Dichtung (4o) erstreckt, um sie in ihrer Stellung auf der axial äußeren Seite der Kolbenstangenführung (32) zu befestigen.

7. Federungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Federungsstreben (i4) vorgesehen sind_o

8. Federungsanordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federungsstreben (i4) am vorderen Ende des Fahrzeugs zur Abstützung der Vorderräder angeordnet sind.

9. Federungs anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des rohrförmigen Gehäuses (20) mit einem einteiligen gebördelten unteren Endabschn-itt (22¹) versehen ist.

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