DE3820333A1 - Fuehrung fuer eine kolbenstange eines schwingungsdaempfers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Führung für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei Schwingungsdämpfern ist es üblich, die Kolbenstange in einer Führungsbüchse zu führen, wobei Gleitreibung bei Axial­ bewegung der Kolbenstange auftritt. Insbesondere bei Federbei­ nen, die Radführungsaufgaben übernehmen, wird infolge der ein­ wirkenden Querkräfte auf die Kolbenstange eine hohe Reibung zwischen der Kolbenstange und der Kolbenstangenführung erzeugt. Diese Reibungskräfte vermindern den Fahrkomfort des Fahrzeugs und sind die Ursache für den hohen Verschleiß der Führungstei­ le, was u. a. auch zu unerwünschter Verringerung der Dämpfkräf­ te führt. Diese fest eingebauten Führungsbuchsen bewirken u. a. auch bei starken Querkräften, daß infolge der Durchbiegung der Kolbenstange eine Klemmwirkung entsteht, wodurch der Schwin­ gungsdämpfer unerwünschterweise erst bei relativ großen Axial­ kräften wirksam wird. Um hier Abhilfe zu schaffen, sind winkel­ bewegliche Führungslager bekannt. Ein winkelbewegliches Füh­ rungslager mit begrenzter Axialbewegung der Führungsbuchse zeigt die DE-PS 34 45 461. Diese Konstruktion weist ein Kugel­ lager zwischen der Außenfläche der Führungsbuchse und einem be­ hälterfesten Bauteil auf, wodurch axiale Bewegungen mit kleinen Amplituden durch Mitnahme der Führungsbuchse an der Kolbenstan­ ge mit geringen Reibungskräften ausgeführt werden können. Die Querkräfte erzeugen jedoch eine hohe Flächenpressung zwischen den Lagerkugeln und der Führungsbuchse bzw. dem anderen Teil des Axiallagers, an welchem sich die Kugeln abstützen. Diese hohe Flächenprssung führt jedoch zu unerwünschtem Radialspiel im Bereich des Kugellagers. Außerdem ist für diese Konstruktion eine Vielzahl von Bauteilen erforderlich, wobei insbesondere durch die hierzu benötigten Federn und Anlagescheiben und deren axialer Fixierung eine umständliche Montag vorzunehmen ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Führung für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers zu schaffen, die eine möglichst geringe Reibung über den gesamten Kolbenstangen­ hub aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Füh­ rung durch mehrere über den Umfang der Kolbenstange verteilt angeordnete und in einem Führungshalter gelagerte Rollen gebil­ det ist, wobei die Außenkontur der Rollen der Kolbenstangen- Außenfläche angepaßt ist. Bedingt durch die Außenkontur der Rollen wird erreicht, daß die infolge der Querkräfte auftreten­ de Flächenpressung im Bereich der Führung relativ klein gehal­ ten werden kann, wobei durch das Abrollen der Kolbenstange in den im Führungshalter gelagerten Rollen die Reibungskräfte äußerst gering sind und auch eine Durchbiegung der Kolbenstange keinerlei Klemmwirkung in der Führung hervorruft.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform wird erfindungsge­ mäß dadurch geschaffen, daß der Radius der Außenkontur der Rol­ len geringfügig größer ist als der Radius der Kolbenstange. Da­ durch wird auf einfache Weise erreicht, daß bei geringer Quer­ kraftbeanspruchung der Kolbenstange eine kleinere Berührungs­ fläche zwischen der Rolle und der Kolbenstange wirksam ist, während sich bei großen Querkräften infolge der Elastizität des Werkstoffs die Berührungsfläche aufweitet. Der optimale Schmie­ geradius an den Rollen entspricht nicht exakt einem Radius, sondern einer dem Radius angenäherten Kurvenbahn.

Eine sehr einfache Ausbildung des Führungshalters wird merk­ malsgemäß dadurch geschaffen, daß dieser zur Aufnahme der Rol­ len nach oben offene Führungsschlitze aufweist. Diese Führungs­ schlitze sind insbesondere dann leicht herstellbar, wenn vier Rollen, d. h. auch vier Führungsschlitze vorgesehen werden. Um eine Anlagefläche in Achsrichtung für den oberen Bereich des Führungshalters zu erhalten, werden die Führungsschlitze durch einen im wesentlichen scheibenförmigen Ring abgedeckt. Dieser Ring ist merkmalsgemäß im Bereich des Außendurchmessers zur Aufnahme eines Dichtringes mit einer Abkröpfung versehen.

Eine relativ einfache Montage wird merkmalsgemäß dadurch erhal­ ten, daß zur Lagerung der Rollen im Führungshalter festgelegte Achsen angeordnet sind. Um für die Lagerung höchste Tragkraft bei kleinster Bauform zu erhalten, sind erfindungsgemäß die Rollen mittels Nadeln auf den Achsen gelagert.

Zur Montageerleichterung wird, wie die Erfindung zeigt, die aus Führungshalter und den darin gelagerten Rollen bestehende Füh­ rung als außerhalb des Dämpfers montierbare Baueinheit ausge­ bildet. Hierbei ist es besonders einfach, daß die Führung selbst ohne Schwierigkeit montiert werden kann sowie auch, daß diese Baueinheit als Gesamtes bei der Endmontage des Dämpfers verbaut wird.

Die Befestigung der Achsen im Führungshalter kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß jeder Achse zumindest ein Preßsitz an einem Achsende zugeordnet ist. Andererseits ist es, wie die Erfindung zeigt, ohne weiteres möglich, die Achsen mit einem leichten Preßsitz im Führungshalter anzuordnen und zur Verhin­ derung von ungewollten Bewegungen der Achse im Führungshalter Begrenzungsstopfen vorzusehen.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird nachfolgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Bereich der Kolbenstangenführung eines Zweirohr- Schwingungsdämpfers im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kolbenstangenführung gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Führung, wobei Begrenzungs­ stopfen für die Achsen vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 ist in einem Behälter 1 konzentrisch ein Zylinder 2 angeordnet. Zur Zentrie­ rung und Einspannung des Zylinders 2 im Behälter 1 dient ein Führungshalter 5, während eine Kolbenstange 3 mit einer Kolben­ stangendichtung 4 zusammenwirkt, welche den Innenraum des Be­ hälters 1 nach außen abdichtet. Im Führungshalter 5 sind Füh­ rungsschlitze 8 vorgesehen, in welchen Rollen 6 mittels Nadeln 9 und Achsen 10 gelagert sind. Jede Rolle 6 weist eine Außen­ kontur 7 auf, die der Außenfläche der Kolbenstange 3 angepaßt ist. In einer unteren Zentrierbohrung des Führungshalters 5 ist eine Scheibe 11 durch die Stirnfläche des Zylinders 2 ein­ gespannt und begrenzt eine Nut, in welcher ein Dichtring 12 eingelegt ist. Durch diesen Dichtring 12 wird der relativ große Spalt zwischen Kolbenstange 3 und Führungshalter 5 abgedichtet, wobei beispielsweise dieser Dichtring 12 als geschlitzter Ring ausgeführt sein kann und die Schlitzbreite einen exakten Durch­ laßquerschnitt definiert, wodurch die Entlüftung des Innenraums vom Zylinder 2 ermöglicht wird. Am oberen Ende des Führungshal­ ters 5 wird zur Abdeckung der Führungsschlitze 8 und der Frei­ räume ein scheibenförmiger Ring 13 angeordnet, der mit einer Kröpfung 14 versehe ist, in welcher eine Dichtung 15, vorzugs­ weise ein O-Ring, eingelegt ist. Beim Zusammenbau des Schwin­ gungsdämpfers wird durch eine Axialkraft auf die Dichtungs­ scheibe 16 der Kolbenstangendichtung 4 eine Verspannung des Zylinders 2 im Behälter 1 erzielt und der Behälter durch partielles Umbördeln an dem oberen Ende verschlossen. Hierbei wird die Dichtung 15 gegen die Innenwand des Behälters 1 ge­ drückt, wodurch eine statische Abdichtung des Behälters nach außen geschaffen wird. Besonders vorteilhaft ist der geringe axiale Abstand zwischen den Rollen 6 der Führung und der Kol­ benstangendichtung 4. Ein Durchbiegen der Kolbenstange 3 bei sehr hohen Querkräften bewirkt infolge des kurzen Abstandes zwischen den Rollen 6 und der Kolbenstangendichtung, daß die Dichtlippen der Kolbenstangendichtung nur um ein sehr geringes Maß ausgelenkt werden und dadurch die Dichtwirkung auch bei extremen Bedingungen, beispielsweise bei Kälte, voll wirksam ist.

Die Montage der Führung kann auf einfache Weise außerhalb des Dämpfers erfolgen. Hierbei werden die Rollen 6 in den Führungs­ schlitzen 8 über Nadeln 9 auf der Achse 10 gelagert, wobei die­ se Achse 10 zumindest einen Preßsitz an einem Achsende auf­ weist. Die Führungsschlitze 8 und die Bohrungen im Führungshal­ ter 5 für die Achsen 10 können infolge ihrer einfachen Formge­ bung bei Anordnung von vier Rollen 6 auf einer genau arbeiten­ den Werkzeugmaschine hergestellt werden. Außerhalb des Schwin­ gungsdämpfers kann auch der Dichtring 12 und die Scheibe 11 montiert werden, wenn beispielsweise zwischen der Scheibe 11 und der Aufnahme im Führungshalter 5 ein leichter Preßsitz vor­ gesehen wird. Nun kann die Führungseinheit komplett bei der Montage des Schwingungsdämpfers verbaut werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß Begrenzungs­ stopfen 17 in den Freiräumen zwischen den Achsen 10 angeordnet sind. Diese Begrenzungsstopfen 17 können einteilig mit dem scheibenförmigen Ring 13 ausgebildet sein, wobei dieser schei­ benförmige Ring dann vorzugsweise ein Kunststoffbauteil ist. Eine solche Ausführung ist insbesondere dann sehr vorteilhaft, wenn die Achsen 10 nur durch einen leichten Preßsitz in den entsprechenden Bohrungen des Führungshalters 5 eingedrückt sind. Somit werden durch diese Begrenzungsstopfen eventuelle axiale Bewegungen der Achsen 10 mit Sicherheit unterbunden.

Claims (10)

1. Führung für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers, insbesondere eines Querkräfte aufnehmenden Federbeines für Kraftfahrzeuge, welche am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende eines Behälterrohres im Bereich einer Kolbenstangen­ dichtung vorzugsweise zwischen dem Behälterrohr und dem stirnseitigen Ende eines Zylinders befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung durch mehrere über den Um­ fang der Kolbenstange (3) verteilt angeordnete und in einem Führungshalter (5) gelagerte Rollen (6) gebildet ist, wobei die Außenkontur (7) der Rollen (6) der Kolbenstangen-Außen­ fläche angepaßt ist.

2. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Außenkontur (7) der Rollen (6) geringfügig größer ist als der Radius der Kolbenstange (3).

3. Führung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Führungshalter (5) zur Aufnahme der Rollen (6) nach oben offene Führungsschlitze (8) aufweist.

4. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Abdeckung der Führungsschlitze (8) ein im we­ sentlichen scheibenförmiger Ring (13) angeordnet ist.

5. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ring (13) im Bereich des Außendurchmessers zur Aufnahme einer Dichtung (15) eine Kröpfung (14) aufweist.

6. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Lagerung der Rollen (6) im Führungshalter (5) festgelegte Achsen (10) angeordnet sind.

7. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rollen (6) mittels Nadeln (9) auf den Achsen (10) gelagert sind.

8. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die aus Führungshalter (5) und den darin gelager­ ten Rollen (6) bestehende Führung als außerhalb des Dämp­ fers montierbare Baueinheit ausgebildet ist.

9. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Befestigung jeder Achse (10) im Führungshal­ ter (5) zumindest ein Preßsitz an einem Achsende vorgese­ hen ist.

10. Führung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Verhinderung einer ungewollten Bewegung der Achse (10) im Führungshalter (5) Begrenzungsstopfen (17) angeordnet sind.