DE2915728B1

DE2915728B1 - Hydropneumatische oder pneumatische Feder,insbesondere fuer ein Kraftfahrzeug-Federbein

Info

Publication number: DE2915728B1
Application number: DE19792915728
Authority: DE
Inventors: Axel Dr-Ing Pauly
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1979-10-31

Description

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Dichtung 9 eine im wesentlichen elliptische Grundform und die Dichtungsebene 11 verläuft dabei schräg zur Kolbenachse 10. Auf der Angriffsseite der Radialkraft Q beträgt hierbei der zwischen der Dichtungsebene 11 und der Kolbenachse 10 eingeschlossene Winkel esüber 90°.
Die Größe des Winkels α ist so festzulegen, daß der Betrag der aus Schrägstellung und Systemdruck resultierenden Radialkraftkomponente HQ möglichst der auszugleichenden Radialkraft Q der Kolbenführung entspricht. Gegebenenfalls kann der Winkel auch in der einen oder anderen Richtung geringfügig größer bzw.
kleiner gewählt werden, wenn z.B. eine definierte Anlage des Kolbens 2 an der Führung 8 gewünscht wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydropneumatische oder pneumatische Feder, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Federbein, mit einem Zylinder und einem Kolben, der durch eine mit einer Kolben-Dichtung und -Führung versehene Öffnung des Zylinders gegen den Druck eines im Zylinder befindlichen Mediums in den Zylinder einschiebbar ist, wobei der Kolben im Bereich der Führung einer Radialkraft ausgesetzt ist, die weitgehend proportional zur axialen Belastung der Feder ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) auf der Angriffsseite der Radialkraft (Q)axial nach außen versetzt ist.
2. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (9) eine im wesentlichen elliptische Grundform hat und die Dichtungsebene (11) schräg zur Kolbenachse (10) verläuft.

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische oder pneumatische Feder, insbesondere für ein Kraftfahrzeug-Federbein, mit einem Zylinder und einem Kolben, der durch eine mit einer Kolben-Dichtung und -Führung versehene Öffnung des Zylinders gegen den Druck einem im Zylinder befindlichen Mediums in den Zylinder einschiebbar ist, wobei der Kolben im Bereich der Führung einer Radialkraft ausgesetzt ist, die weitgehend proportional zur axialen Belastung der Feder ist.

Wenn vorstehend oder nachstehend von einem Kolben die Rede ist, so soll darunter auch eine Kolbenstange bzw. ein Tauchkolben einer hydropneumatischen oder pneumatischen Feder verstanden werden.

Bei Federn der eingangs erwähnten Gattung beeinträchtigt die im Bereich der Führung auf den Kolben übertragene Radialkraft durch die von ihr hervorgerufenen Reibkräfte die Funktion der Feder.

Beispielsweise bei Verwendung der Feder als Federbein einer McPherson-Achse kann dies das aus Komfortgründen erwünschte besonders leichte Ansprechen der Federung verhindern. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, den Reibungskoeffizienten durch Wahl einer günstigen Reibpaarung in der Führung oder mittels aufwendiger hydrostatischer Lager zu minimieren, doch können diese Vorschläge entweder hinsichtlich der Lebensdauer der Führung oder im Hinblick auf einen zu großen Bauaufwand nicht befriedigen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln bei einer Feder der eingangs genannten Art die Radialbelastung der äußeren, stärker belasteten Kolbenführung zu vermindern.

Diese Aufgabe wird an einer Feder der vorausgesetzten Bauart dadurch gelöst, daß die den Kolben umgebende Dichtung auf der Angriffsseite der Radialkraft axial nach außen versetzt ist. Dank dieser Maßnahme findet im Bereich der Führung bzw. der Dichtung des Kolbens nicht - wie sonst üblich - ein völliger Ausgleich der radial auf den Kolben und den Zylinder einwirkenden Kräfte des Druckmediums statt Es wird vielmehr durch das Druckmedium, das in der Regel eine Hydraulikflüssigkeit ist, aber auch ein Gas sein kann, eine (Überschuß-)Radialkraft ausgeübt Durch diese - hydraulisch aufgebrachte -- Radialkraft kann die ohne die erfindungsgemäße Maßnahme mechanisch zu übertragende Radialkraft weitgehend ersetzt werden. Ein Wegfall der mechanisch zu übertragenden Radialkraft führt zu einer Verbesserung des Federungsverhaltens durch Verringerung der Losbrechkräfte und damit zu einer Erhöhung des Fahrkomforts bei Einsatz der Feder etwa in einem Federbein eines Personenkraftwagens. Darüber hinaus kann auch der Verschleiß an der Führung des Kolbens verringert werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Dichtung eine im wesentlichen elliptische Grundform und die Dichtungsebene verläuft schräg zur Kolbenachse. Dabei beträgt auf der Angriffsseite der Radialkraft der zwischen der Dichtungsebene und der Kolbenachse eingeschlossene Winkel über 90°. Auf diese Weise läßt sich der Erfindungsgedanke mit verhältnismäßig einfachen Mitteln verwirklichen.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein McPherson-Federbein mit einer hydropneumatischen Feder, in teilweise schematisierter Darstellung und F i g. 2 eine Ausschnittvergrößerung im Bereich A in Fig. 1. In F i g. listein hydropneumatisches Federbein eines Personenkraftwagens angedeutet. Die Feder dieses Federbeins umfaßt einen Zylinder 1 und einen Kolben 2, der in einer Öffnung 3 am oberen Ende des Zylinders 1 geführt ist. Beim Einschieben des Kolbens 2 in den Zylinder 1 verdrängt der Kolben ein der Kolbenquerschnittsfläche 4 entsprechendes Volumen einer Hydraulikflüssigkeit aus dem Zylinderinnenraum über eine lediglich angedeutete, ggf. mit Dämpfeinrichtungen versehene Hydraulikleitung 5 in einen Druckbehälter 6.

Wegen der am Radlagerbolzen schräg und versetzt zur Kolbenachse angreifenden Radaufstandskraft R ist das Federbein insgesamt auch auf Biegung beansprucht Dabei ist der Kolben 2 auch Querkräften Q, K und P ausgesetzt, die jeweils in ihrer Größe, zumindest in einem quasi-stationären Zustand, proportional zur Radaufstandskraft R sind. Von diesen Querkräften ist die im Bereich der Öffnung 3 durch die Führung auf den stangenförmigen Kolben 2 ausgeübte Querkraft Q verhältnismäßig groß, während die von dem kolbenähnlichen Führungsteil 7 am unteren Ende des Kolbens auf die Zylinderinnenwand ausgeübte entgegengesetzt gerichtete Querkraft Kje nach Lage des Kolbens relativ zum Zylinder vergleichsweise klein ist.

Gemäß F i g. 2 ist für den stangenförmigen Kolben am oberen Ende des Zylinders 1 eine Führung 8 und eine den Kolben 2 dicht umschließende Dichtung 9 vorgesehen. Auf der Angriffsseite der Radialkraft Q ist die Dichtung 9 axial, d. h. in einer zur Kolbenachse 10 parallelen Richtung, nach außen versetzt Auf diese Weise überwiegt die von dem unter Druck stehenden Hydraulikmedium auf der Angriffsseite der Radialkraft Q auf den Kolben 2 ausgeübte Kraft diejenige Kraft, die von der entgegengesetzten Seite durch das Medium auf den Kolben 2 ausgeübt wird. Die im Bereich der Führung auf den Kolben 2 übertragene Querbelastung wird bei geeignetem axialen einseitigen Versatz der Dichtung 9 überwiegend hydraulisch aufgebracht, so daß die mechanische Reibung im Bereich der Führung 8 erheblich vermindert werden kann.