DE4010858C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Federbeinstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW, mit einer Zylinderkolbenanordnung, deren Zylinder an das Fahrwerk und deren Kolbenstange mittels eines elastischen Stützlagers an den Fahrzeugaufbau angeschlossen ist, wobei das Feder­ bein von einer Schraubenfeder umgeben ist, die zwischen einem an den Zylinder befestigten Federteller und einem napfartigen Federteller des Stützlagers angeordnet ist, und der napfartige Federteller an der Kolbenstange abgestützt ist.

Es ist ein derartiger Federbeinstoßdämpfer bekannt, bei welchem auf der Kolbenstange ein Innenring für die Kugeln eines Kugellagers angeordnet ist, dessen Außenring mit dem mit einem Abstützring in Verbindung stehenden Gummipuffer verbunden ist. Außerdem ist ein Käfig für das Kugellager vorgesehen. Der Außenring ist im Bereich der Anlage der Kugeln sphärisch ausgebildet, während der Käfig aus einem elastischen Material besteht, welches am Innenring gehalten ist und einen oberen Abschnitt als Dichtkappe bzw. zur Abdeckung des Kugellagers und einen unteren Abschnitt zum Verschließen der Kugellageröffnung aufweist. Auf diese Weise wird eine kardanische Lagerung erzielt. Jedoch bildet das Kugellager ein Extralager, welches einerseits verhältnismäßig hoch baut, andererseits eine spezielle Ausführungsform verlangt und daher in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig ist (vgl. DE-OS 35 28 799).

Weiter ist eine Radfederung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welcher die Räder mittels am Fahrzeugunterbau angelenkter Parallelogrammlenker geführt und durch ein am äußeren Ende eines der Lenker angreifenden Teleskop-Federbei abgefedert sind. Eines der Federbeine ist durch ein balliges, seine Wölbung dem Federbein zuwendendes Adhäsivgummilager mit dem Lenker oder Unterbauwiderlager verbunden. Insoweit fehlt jeder Zentriereffekt, es müssen vielmehr bei Druck- und Schubbelastung undefinierte Lastverhältnisse in Kauf genommen werden (vgl. DE-AS 11 71 280).

Es sind ferner Federbeinstoßdämpfer bekannt, bei denen der napfartige Federteller einerseits unter Zwischenschaltung von Gummielementen an die Kolbenstange der Zylinderkolbenanordnung angeschlossen ist, andererseits einen umlaufenden Anschlußflansch für den Fahrzeugaufbau bzw. die Karosserie aufweist. Dieser Außenflansch überdeckt zugleich die Schraubenfeder, und zwar unter Zwischenschaltung einer Federauflage. Bei dieser bekannten Ausführungsform werden die aus den Relativbewegungen zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrwerk resul­ tierenden Querbewegungen durch den unmittelbaren Anschluß des napfartigen Federtellers an den Fahrzeugaufbau auf die Kolbenstange übertragen. Derartige Querkraftbeanspruchungen der Kolbenstange führen zu frühzeitigen Beschädigungen der Kolbenstangendichtungen. Aus deren Beschädigung der Kolbendichtungen resultiert Leckage, d. h. aus den hydraulischen Stoßdämpfern tritt Hydrauliköl aus, so daß die Stoßdämpfer unbrauchbar werden und ausgetauscht werden müssen. Hinzu kommt, daß bei den bekannten Federbeinstoßdämpfern die elastischen Stützlager in Kolbenstangenrichtung verhältnismäßig weiche Gummipakete aufweisen, zwischen denen der napfartige Federteller eingespannt ist. Das führt häufig zu einem verspäteten Ansprechen des Stoßdämpfers, weil zunächst lediglich die verhältnismäßig weichen Gummipakete die in Kolbenstangenrichtung auftretenden Belastungen aufzunehmen versuchen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federbeinstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich unter Verwirklichung einer kardanischen Lagerung durch einen Zentriereffekt bei Auslenkungen und dennoch eine äußerst geringe Bauhöhe auszeichnet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Federbeinstoßdämpfer dadurch, daß in den napfartigen Federteller ein die Kolbenstange umgebendes kugelkalottenförmiges Gummi/Metall-Element eingesetzt und mittels eines auf der Kolbenstange fixierten Niederhalters gegen den Federtellerboden verspannt ist, und daß das Gummi/Metall-Element einen aus dem napfartigen Federteller vorkragenden Lagertopf mit einem Anschlußflansch für den Fahrzeugaufbau aufweist, und daß das Gummi/Metall-Element eine zentrale Lagerhülse zum Aufschieben auf die Kobenstange und einen die Lagerhülse umgebenden kugelkalottenartigen Lagerboden für mindestens zwei kalottenartige ringförmige Gummipakete aufweist, zwischen denen der Lagertopf mit einem entsprechend kalottenartigen Topfboden befestigt ist, und daß das obere Gummipaket von dem an die Kalottenform angepaßten Niederhalter übergriffen ist.

Diese Maßnahmen der Erfindung haben zunächst einmal zur Folge, daß der napfartige Federteller die von ihm übergriffene Schraubenfeder von dem Fahrzeugaufbau praktisch entkoppelt und mit der Kolbenstange der Zylinderkolbenanordnung gleichgeschaltet wird. Diese Entkopplung bedingt, daß kaum noch Querkräfte auf die Kolbenstange übertragen werden. In Richtung der auftretenden Querkräfte arbeitet das Gummi/Metall-Element aufgrund seiner kugelkalottenartigen Ausfühungsform als gleichsam weiches Schubpaket, welches die Querkräfte zwischen Fahrzeugaufbau und Kolbenstange bzw. Stoßdämpfer weich aufnimmt. Auf diese Weise wird die Lebensdauer der Kolbenstange bzw. der Kolbendichtungen und damit des Stoßdämpfers ganz erheblich erhöht.

Ferner funktioniert das Gummi/Metall-Element in Kolbenstangenrichtung als verhältnismäßig hartes Druckpaket, so daß der Stoßdämpfer bei den in Kolbenstangenrichtung auftretenden Beanspruchungen praktisch sofort anspricht. Hinzu kommt, daß einerseits eine einwandfreie Zentrierung des Gummi/Metall-Elementes auf der Kolbenstange und Abstützung gegen den Federtellerboden erreicht wird, andererseits eine einwandfreie federelastische Abstützung des Lagertopfes und folglich des angeschlossenen Fahrzeugaufbaus. Das gilt insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache, daß das obere der beiden Gummipakete von dem an die Kalottenform angepaßten Niederhalter übergriffen und damit eingespannt ist.

Im Ergebnis entsteht ein Federbeinstoßdämpfer, bei welchem durch Führung des Lagertopfes zwischen zwei verspannten Gummilagern eine auch bei Auslenkungen die tragende Gummischicht gleichmäßig belastende zentrische bzw. quasikardanische Bewegung auftritt. Außerdem wird im Rahmen der beanspruchten Ausführungsform ein Schwenklager sehr geringer Bauhöhe verwirklicht, welches den aktuellen Bestrebungen im Hinblick auf die niedrige Ausbildung der vorderen Karosserieteile entgegenkommt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind im folgenden aufgeführt. So ist vorgesehen, daß die Lagerhülse und der kalottenartige Lagerboden fluchten und gemeinsam auf den Federtellerboden abgestützt sind, so daß eine wohldefinierte Anordnung des kalottenartigen Gummi/Metall-Elementes in den napfartigen Federteller erreicht wird. Vorzugsweise besitzt der Topfboden des Lagertopfes auf seiner Unterseite einen außenrandseitig umlaufenden Gummiwulst als gleichsam Überlastsicherung gegen den Federtellerboden. Außerdem kann der Lagertopf im Bereich seines umlaufenden Anschlußflansches einen innen umlaufenden, z. B. durch Einformung des Anschlußflansches gebildeten Randwulst zum Aufrasten einer Verschlußkappe aufweisen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß der Lagertopf im Bereich seines Anschlußflansches eine innen umlaufende Auflagefläche für einen Anschlußring besitzt. Stets sorgt das kalottenartige Gummi/Metall-Element dafür, daß gleichsam ein kardanisches Stützlager für den erfindungsgemäßen Federbeinstoßdämpfer verwirklicht wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausfüh­ rungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Federbeinstoßdämpfer in schematischer Seitenansicht und teilweisem Axialschnitt,

Fig. 2 das Stützlager für den Gegenstand nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, und

Fig. 3 das Gummi/Metall-Element für den Gegenstand nach Fig. 2.

In den Figuren ist ein Federbeinstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, ins­ besondere PKW, dargestellt. Dieser Federbeinstoßdämpfer weist in seinem grundsätzlichen Aufbau eine Zylinder-Kolben-Anordnung 1, 2 auf, deren Zylinder 1 gelenkig, beispielsweise über eine Gummi/Metall-Buchse 3, an das Fahrwerk 4 und deren Kolbenstange 2 mittels eines elastischen Stützlagers 5 an den Fahrzeugaufbau 6 bzw. die Karosserie anschließ­ bar ist. Das Federbein ist von einer Schraubenfeder 7 umgeben, die zwischen einem an dem Zylinder 1 befestigten Federteller 8 und einen napfartigen Federteller 9 des Stützlagers 5 angeordnet ist. Außerdem kann die Schraubenfeder 7 in ihrem oberen Bereich einen Kern 10 aus einem weichelastischen Kunststoff aufweisen, an den sich ein Falten­ balg 11 anschließt. Das ist lediglich angedeutet.

Der napfartige Federteller 9 ist unmittelbar an der Kolbenstange 2 mittels eines Ring­ lagers 12 und einer Distanzhülse 13 abgestützt.

In den napfartigen Federteller 9 ist ein die Kolbenstange 2 umgebendes kugelkalotten­ förmiges Gummi/Metall-Element 14 eingesetzt und mittels eines auf der Kolbenstange 2 fixierten Niederhalters 15 gegen den Federtellerboden 16 verspannt. Das Gummi/Metall-Element 14 weist einen aus dem napfartigen Federteller 9 vorkragenden Lagertopf 17 mit einem umlaufenden Anschlußflansch 18 für den Fahrzeugaufbau 6 bzw. die Karosserie auf.

Das Gummi/Metall-Element 14 besitzt eine zentrale Lagerhülse 19 zum Aufschieben auf die Kolbenstange 2 und einen die Lagerhülse 19 umge­ benden angeformten kalottenartigen Lagerboden 20 für mindestens zwei kalottenartige ringförmige Gummipakete 21a, 21b, zwischen denen der Lagertopf 17 mit einem entsprechend kalottenartigen Topfboden 22 ein­ vulkanisiert ist. Das obere Gummipaket 21b ist von dem an die Kalotten­ form angepaßten Niederhalter 15 übergriffen. Die Lagerhülse 19 und der kalottenartige Lagerboden 20 fluchten und sind auf dem Federteller­ boden 16 abgestützt.

Der Topfboden 22 des Lagertopfes 17 weist auf seiner Unterseite einen außenrandseitig umlaufenden Gummiwulst 23 als Überlastsicherung auf. Der Lagertopf 17 besitzt im Bereich seines umlaufenden Anschlußflansches 18 einen innen umlaufenden, z. B. durch Einformung des Anschlußflansches gebildeten Rastwulst 24 zum Aufrasten einer Verschlußkappe 25. Unterhalb der Verschlußkappe 25 ist der Niederhalter 15 für das Gummi/Metall-Element 14 mittels einer auf das Ende der Kolbenstange 2 aufgeschraubten Schraubenmutter 26 fixiert.

Claims (5)

1. Federbeinstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW, mit einer Zylinderkolbenanordnung, deren Zylinder an das Fahrwerk und deren Kolbenstange mittels eines elastischen Stützlagers an den Fahr­ zeugaufbau angeschlossen ist, wobei das Federbein von einer Schraubenfeder umgeben ist, die zwischen einem an dem Zylinder befestigten Federteller und einem napfartigen Federteller des Stützlagers angeordnet ist, und der napfartige Federteller an der Kolbenstange abgestützt ist, daduch gekennzeichnet, daß in den napfartigen Federteller (9) ein die Kolbenstange (2) umgebendes kugelkalottenförmiges Gummi/Metall-Element (14) eingesetzt und mittels eines auf der Kolbenstange (2) fixierten Niederhalters (15) gegen den Federtellerboden (16) verspannt ist, und daß das Gummi/Metall-Element (14) einen aus dem napfartigen Federteller (9) vorkragenden Lagertopf (17) mit einem Anschlußflansch (18) für den Fahrzeugaufbau (6) aufweist, daß das Gummi/Metall-Element (14) eine zentrale Lagerhülse (19) umgebenden kalottenartigen Lagerboden (20) für mindestens zwei kalottenartige ringförmige Gummipakete (21a, 21b) aufweist, zwischen denen der Lagertopf (17) mit einem entsprechend kalottenartigen Topfboden (22) befestigt ist, und daß das obere Gummipaket (21b) von dem an die Kalottenform angepaßten Niederhalter (15) übergriffen ist.

2. Federbeinstoßdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (19) und der kalottenartige Lagerboden (20) fluchten und auf dem Federtellerboden (16) abgestützt sind.

3. Federbeinstoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Topfboden (22) des Lagertopfes (17) auf seiner Unterseite einen außenrandseitig umlaufenden Gummiwulst (23) aufweist.

4. Federbeinstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagertopf (17) im Bereich seines umlaufenden Anschlußflansches (18) einen innen umlaufenden, z. B. durch Einformung des Anschlußflansches gebildeten Randwulst (24) zum Aufrasten einer Verschlußkappe (25) aufweist.

5. Federbeinstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagertopf (17) im Bereich seines Anschluß­ flansches (18) eine innen umlaufende Auflagefläche für einen Abschlußring aufweist.