DE2455267C3 - Fuhrungslager, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Führungslager, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen, das im Zylinderdeckel eines zylindrischen Gehäuses angeordnet ist, als Querkräfie aufnehmendes Lager einer längsbeweglichen, durch den Zylinderdek- J5 kel nach außen tretenden Kolbenstange dient und als zylindrische Büchse mit einem membranartigen Flansch ausgebildet ist, wobei der Flansch in seinem äußeren Bereich im Zylinderdeckel fest eingespannt ist und der übrige Bereich des Flansches und die zylindrische Büchse keine weitere starre Berührung mit dem Zylinderdeckel haben.

Bei einem Mc Pherson-Federbein sitzt am inneren Ende der Kolbenstange ein in dem zylindrischen Gehäuse geführter Kolben, und ein Boden des Gehäuses ist mit einem Achsschenkel und einem Gelenkkopf fest verbunden. Beim Einbau des Mc Pherson-Federbehs in ein Fahrzeug wird das freie Ende der Kolbenstange gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, auf dem Achsschenkel wird ein Fahrzeugrad gelagert und der Gelenkkopf über Längslenker und Querlenker am Fahrzeugbau derart abgestützt, daß der Achsschenkel im wesentlichen von drei linearen Freiheitsgraden nur einen für nahezu vertikale Bewegungen hat. Am Fahrzeugrad im Berührungsbereich mit der Fahrbahn auftretende Seitenführungskräfte, Bremskräfte und Vortriebskräfte rufen am freien Ende der Kolbenstange erhebliche Seitenkräfte hervor, aus denen am Kolben und am Führungslager der Kolbenstange entsprechende Querkräfte resultieren. Die Querkräfte auf das Füh- ^b0 rungslager erzeugen an der Kolbenstange axiale Störkräfte in Form von Reibungs- und Losbrechkräften, die, gute Werkstoffpaarung, gute Schmierung und glatte Oberfläche vorausgesetzt, nur bei Klemmfreiheit des Führungslagers in erträglichen Grenzen gehalten ^M werden können. Ein klemmendes Lager erhöht in unerwünschter Weise die Störkräfte, bewirkt Verschleiß, ein Rauhwerden der Oberfläche und führt zu weiterer Erhöhung der Störkräfte.

Durch eine Ausbildung des Führungslagers in der eingangs genannten winkelbeweglichen Art kann eine Klemmfreiheit bei großer Lagerbreite und geringem Lagerspiel erreicht werden. Aus der AT-PS 1 75 428 ist ein als zylindrische Büchse mit einem membranartigen Flansch ausgebildetes Führungslager zur Lagerung einer sich drehenden, axial verschieblichen Welle bekannt, bei dem eine kreisringförmige Membran ringsum innen und außen über ringförmige Verstärkungen durch zwei Tragringe gehalten ist und die Tragringe Schulterflächen aufweisen, welche die Durchbiegung der Membran metallisch begrenzen, wobei auf das Führungslager selbst keine axialen Kräfte wirken und der eine Tragring an den anderen Tragring durch Zugbolzen hängend angeschlossen werden kann, um auch gleichzeitig axiale Kräfte pendelnd zu tragen.

Das Führungslager eines Mc Pherson-Federbeins wird in axialer Richtung durch die oben erwähnten Reibungs- und Losbrechkräfte der Kolbenstange und zusätzlich durch eventuelle Druckunterschiede auf beiden Seiten des membranartigen Flansches belastet. Insbesondere bei Verwendung des Führungslagers in einem Federbein nach Art eines Zweirohrdämpfers mit einem einen Arbeitszylinder umgebenden Ausgleichsraum und einer druckentlasteten Dichtung können sich die dynamischen Drücke des Arbeitszylinders in den Raum unterhalb des Flansches fortpflanzen und ihn derart belasten, daß das Führungslager nach oben ausweicht. Metallische Anschläge wie die aus der AT- PS 1 75 428 bekannten Schulterflächen dürfen nur im Notfall als Sicherheit gegen Bruch des Flansches vorgesehen werden, da im Anschlagfall die Winkelbeweglichkeit des Führungslagers verlorengeht und ein Klemmen der Kolbenstange eintreten kann, das gerade durch die Winkelbeweglichkeit des Führungslagers vermieden werden soll. Bei einem mit metallischen Anschlägen ausgerüsteten Führungslager kann in nachteiliger Weise die Wandstärke des Flansches bei höheren Axialbelastungen nicht so klein gewählt werden, wie die radiale Steifigkeit an sich zuläßt und mit Rücksicht auf ein möglichst geringes Rückstellmoment des Führungslagers wünschenswert ist. Die bekannte, am Ende des vorhergehenden Absatzes erwähnte Ausbildung des Führungslagers, um axiale Kräfte zu tragen, ist konstruktiv und räumlich aufwendig und scheidet aus diesem Grunde für Mc Pherson-Federbeine aus.

Es besteht die Aufgabe, bei einem Führungslager der eingangs genannten Art Mittel vorzusehen, die eine geringe Wandstärke des Flansches zulassen, wenn das Führungslager in höherem Maße durch Axialkräfte belastet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Flansch einseitig oder beidseitig durch elastische Anschlagringe abgestützt ist.

So können in vorteilhafter Weise von einem Führungslager mit einer ein nur geringes Rückstellmoment bedingenden geringen Wandstärke des Flansches Axialkräfte in hohem Maße aufgenommen werden, ohne daß sich eine zu große mit Bruchgefahr behaftete Verformung des Flansches ergeben kann. Das durch die elastischen Anschlagringe entstehende zusätzliche Rückstellmoment fällt klein aus, wenn nach einem \ eiteren Merkmal der Erfindung ein gummielastischer, zur Kolbenstange konzentrischer Anschlagring zwischen dem Zylinderdeckel und dem Flansch vorgesehen ist. Im Hinblick auf ein geringes Rückstellmoment ist es vorteilhaft, wenn die elastischen Anschlaerinee aus

einem möglichst hysteresisfreien Werkstoff bestehen, da sie dann den durch die Winkelbewegungen des Führungslagers verursachten Molekularverschiebungen nur wenig Widerstand entgegensetzen.

Die zylinderische Büchse und der Flansch können einteilig sein oder zwei Teile bilden. Der Flansch kann an seinem äußeren Umfang zwischen Teilen dss Zylinderdeckels oder des Gehäuses eingespannt sein oder auch in einen besonderen Haltering übergehen. Zylindrische Büchse, Flansch und ein Haltering können auch ein einziges Teil bilden.

Die axiale Elastizität des erfindungsgemäßen Führungslagers mildert in vorteilhafter Weise das plötzliche Einsetzen der Losbrechkraft in den Umkehrpunkten der Kolbenstangenbewegungen und setzt deren Störwirkung wesentlich herab, indem ein ohne axiale Elastizität rechteckiges Reibungsdiagramm mit stoßari'gen Kraftänderungen durch die Elastizität in ein Reibungsdiagramm von Parallelogrammform mit zeitlich gestreckten Kraftänderungen verwandelt wird.

Anhand der Zeichnung werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Mc Pherson-Federbein im eingebauten Zustand,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Führungslagers nach der Erfindung.

Bei einem Mc Pherson-Federbein nach Fig. 1 ist ein Boden 2 eines zylindrischen Gehäuses 3 mit einem Achsschenkel 4 und einem Gelenkkopf 5 verbunden. Durch einen Zylinderdeckel 6 tritt eine Kolbenstange 7 nach außen, an deren innerem Ende ein in dem Gehäuse 3 geführter Kolben 8 sitzt und deren äußeres Ende 9 gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau 10 verbunden ist. Ein Führungslager 11 ist im Zylinderdeckel 6 angeordnet und dient zur Führung der Kolbenstange 7. Auf dem Achsschenkel 4 ist ein Fahrzeugrad 13 gelagert. Der Gelenkkopf 5 ist mittels eines Lenkers 12 in Querrichtung am Aufbau 10 und mittels eines nicht gezeichneten Lenkers in Längsrichtung am Aufbau 10 derart abgestützt, daß der Achsschenkel 4 von drei linearen Freiheitsgraden nur einen für nahezu vertikale Bewegungen hat. Eine zwischen dem Fahrzeugrad 13 und einer Fahrbahn 14 auftretende Seite.iführungskraft A ruft im Lenker 12 eine Kraft B und am Ende 9 der Kolbenstange 7 eine Kraft Chervor, aus der am Kolben 8 eine Querkraft E und am Führungslager eine Querkraft D resultieren. Dabei wird die Kolbenstange 7 auf Biegung beansprucht und entsprechend verformt.

Bei einem ausschnittsweise gezeichneten, als Einrohrdämpfer ausgebildeten Federbein nach F i g. 2 besteht das Führungslager 31 aus einer Büchse 32, einem membranartigen Flansch 33 und einem mit dem Flansch 33 einteiligen Haltering 34 im äußeren Bereich des Flansches 33. Der Haltering 34 ist zwischen einer Schulter 22 eines Gehäuses 23 und einem Zylinderdekkel 26 eingespannt Eine einen Koiben 28 tragende Kolbenstange 27 ist in dem Führungslager 31 geführt und durch eine Gleitdichtung 36 nach außen gedichtet. Der Zylinderdeckel 26 ist durch eine Bördelung 41 des Gehäuses 23 gehalten und gegenüber dem Gehäuse 23 durch einen Dichtring 37 gedichtet. Der Flansch 33 ist in axialer Richtung durch einen gummielastischen Anschlagring 40 abgestützt, der durch einen Vorsprung 39 des Zylinderdeckels 26 in radialer Richtung festgelegt ist. Der Anschlagring 40 beschränkt die Axialbewegungen des Flansches 33 und nimmt zugleich die axiale Belastung des Flansches 33 infolge von statischen oder dynamischen Drücken in einem Arbeitsraum 29 zwischen dem Kolben 28 und dem Zylinderdeckel 26 auf. Den durch Winkelbewegung der Büchse 32 verursachten Molekularverschiebungen setzt der Anschlagring 40 nur wenig Widerstand entgegen, wenn er aus einem möglichst hysteresisfreien Werkstoff besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Führungslager, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen, das im Zylinderdeckel eines zylindrischen Gehäuses angeordnet ist, als Querkräfte aufnehmendes Lager einer längsbeweglichen, durch den Zylinderdeckel nach außen tretenden Kolbenstange dient und als zylindrische Büchse mit einem membranartigen Flansch ausgebildet ist, wobei der Flansch in seinem äußeren Bereich im Zylinderdeckel fest eingespannt ist und der übrige Bereich des Flansches und die zylindrische Büchse keine weitere starre Berührung mit dem Zylinderdeckel haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (33) in axialer '5 Richtung einseitig oder beidseitig durch elastische Anschlagringe (40) abgestützt ist.

2. Führungslager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gummielastischer, zur Kolbenstange (27) konzentrischer Anschlagring (40) zwischen dem Zylinderdeckel (26) und dem Flansch (33) vorgesehen ist.

3. Führungslager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Anschlagringe (40) aus einem möglichst hysteresisfreien Werkstoff bestehen.