DE2164579A1

DE2164579A1 - CLAMP-FREE PISTON ROD BEARINGS, IN PARTICULAR FOR MC PHERSON SHOCK ABSORBERS OF MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2164579A1
Application number: DE2164579A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schmidt
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1971-12-24
Filing date: 1971-12-24
Publication date: 1973-06-28

Description

Klemmfreies Kolbenstangenlager, insbesondere für Mc Pherson-Federbsine von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein klemmfreies Kolbenstangen lager von hydraulischen Teleskopdämpfern, insbesondere für Mc Pherson-Federbeine von Kraftfahrzeugen, das von einer Kolbenstange nach außen durchdrungen wird. Clamp-free piston rod bearing, especially for Mc Pherson spring peas of motor vehicles The invention relates to a jam-free piston rod storage of hydraulic telescopic dampers, especially for Mc Pherson struts of motor vehicles, which is penetrated to the outside by a piston rod.

Bei Mc Pherson-Federbeinen und vergleichbaren hydraulischen Teleskopdämpfern trägt eine Kolbenstange an ihrem inneren Ende einen Kolben, der in einem Arbeitszylinder Dämpfungskräfte erzeugt. Die Kolbenstange ist in einem Kolbenstangenlager, schlechthin einem Lager eines Zylinderdeckels geführt.With Mc Pherson struts and comparable hydraulic telescopic dampers a piston rod carries a piston at its inner end, which is in a working cylinder Damping forces generated. The piston rod is in a piston rod bearing, par excellence guided a bearing of a cylinder cover.

Der Kolben ist im Arbeitszylinder geführt. Beim Zusammenbau lassen sich Fluchtfehler und Winkelschlag des meist starren Lagers, insbesondere unter den erschwerten Bedingungen einer Serienfertigung, nicht vermeiden, so daB Kolbenstange und Lager zum Klemmen neigen. Diesem Umstand wird durch ein entsprechend geoßes Lagerspiel Rechnung getragen. GroBes Lagerspiel bringt bei Zweirohrdämpfern, deren Arbeitsprinzip bei den meisten Mc Pherson-Federbeinen zutrifft, den bekannten Nachteil eines Verlustes von Dämpfungskraft in der Zugstufe mit sich, insbesondere wenn die Kolbenstange - wie bei Mc Pherson-Federbeinen -einen relativ zum Kolben großen Durchmesser aufweist. Bei Mc Pherson-Federbeinen muß die Kolbenstange in hohem MaBe Seitenkräfte aufnehmen, wobei es zu einem sichtbaren Durchbiegen der Kolbenstange kommen kann, so daß selbst bei flucht-und winkelschlagfreiem Einbau des Lagers Kantenpressung unvermeidbar ist, wenn die Kolbenstange durch Seitenkräfte belastet ist. Zu hohe Kantenpressung führt zum Klemmen der Kolbenstange und bedingt bei den Hubbewegungen eines Federbeins eine unzulässig hohe Losbrechtkraft, eie in nachteiliger Weise den Fahrkomfort und die Fahrsicherheit eines mit Federbeinen ausgerüsteten Fahrzeugs mindern.The piston is guided in the working cylinder. Leave when reassembling misalignments and angular misalignment of the mostly rigid bearing, especially below the difficult conditions of series production, so that piston rod and bearings tend to jam. This circumstance is indicated by a correspondingly poured Bearing play taken into account. Large bearing play results in twin-tube dampers whose Working principle applies to most of the Mc Pherson struts, the known disadvantage loss of damping force in the rebound stage, especially if the Piston rod - as with Mc Pherson struts relative to Large diameter piston. With Mc Pherson struts, the piston rod must absorb side forces to a large extent, resulting in a visible bending of the Piston rod can come, so that even with flush and angular impact-free installation edge pressure of the bearing is unavoidable when the piston rod is subjected to lateral forces is burdened. Excessive edge pressure leads to the piston rod jamming and conditionally an impermissibly high breakaway force during the stroke movements of a shock absorber, eie disadvantageously the driving comfort and safety of one with struts the equipped vehicle.

Den aufgezeigten .Mängeln kann durch Verwendung eines klemmfreien Lagers mit geringer Kantenpressung begegnet werden.The identified. Defects can be achieved by using a jam-free Bearings with low edge pressure can be encountered.

Bei dem aus der deutschen Patentschrift 739 014 bekannten Teleskopdämpfer ist das Lager im Zylinderdeckel als Lagerbüchse ausgebildet, deren Außenmantel sich über einen gummielastischen Ring im Zylinderdeckel abstützt und deren Stirnseite auf einer Kugelschale winkelig einstellbar ist. Das bekannte Lager kann Fluchtfehler und Winkelschlag ausgleichen, ist aber in nachteiliger Weise wegen der erforderlichen kugeligen Abstützung der Stirnseite aufwendig. Die Erfindung löst die Aufgabe, unter Beibehaltung eines gummielastischen Ringes ein klemmfreies Lager mit geringem Lagerspiel zu schaffen, das keinen besonderen Aufwand für eine winkelige Einstellung erfordert.In the telescopic damper known from German patent specification 739 014 the bearing in the cylinder cover is designed as a bearing bush, the outer shell of which is supported by a rubber elastic ring in the cylinder cover and its end face is angularly adjustable on a spherical shell. The well-known bearing can cause misalignments and offset angle runout, but is disadvantageous because of the required spherical support of the front side expensive. The invention solves the problem under Maintaining a rubber-elastic ring, a jam-free bearing with little bearing play to create that does not require any special effort for an angular setting.

Das Lager nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere axial aneinanderstoßende Lagerbüchsen sich mit ihrem Außenmantel über einen gummielastischen Ring an einem starren Außenring abstützen. Auf diese Weise kann das zum Vermeiden des Klemmens erforderliche Lagerspiel verringert und bei Seitenbeanspruchung der Kolbenstange die Kantenpressung vermindert werden, indem die einzelnen Lagerbüchsen sich radial verschieben und in geringem Masse auch winkelig einstellen können. Außerdem besteht der Vorteil, daß bei Verwendung des erfindungsgemäßen Lagers eine größere Durchbiegung der Kolbenstange bei Seitenbeanspruchung zugelassen und damit die Kolbenstange dünner ausgeführt werden kann, wodurch letzten Endes die Verwirklichung eines im ganzen kleineren und billigeren Federbeines gegenüber einem solchen mit einem üblichen starren Lager ermöglicht wird.The bearing according to the invention is characterized in that two or several axially abutting bearing bushes overlap with their outer casing support a rubber elastic ring on a rigid outer ring. In this way can reduce the bearing play required to avoid jamming and with Side loading of the piston rod the edge pressure reduced by shifting the individual bearing bushes radially and slightly Can also set the dimensions at an angle. There is also the advantage that when using of the bearing according to the invention a greater deflection of the piston rod under side loading allowed and so the piston rod can be made thinner, making last In the end the realization of a smaller and cheaper strut on the whole such is made possible with a conventional rigid bearing.

Als Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lagers zeigen: Fig. 1 ein Mc Pherson-Federbein im Teilschnitt mit aus zwei Lagerbüchsen zusammengesetztem Lager, Fig. 2 ein aus drei Lagerbüchsen zusammengesetztes Lager mit übertrieben gezeichnetem Winkelschlag gegenüber der Kolbenstange, Fig. 3 eine einteilige Lagerbüchse mit übertrieben gezeichnetem Winkelschlag gegenüber der Kolbenstange.The following are shown as exemplary embodiments of the bearing according to the invention: 1 a Mc Pherson strut in partial section with two bearing bushings assembled Bearing, Fig. 2 is an exaggerated bearing composed of three bearing bushes Drawn angular stroke with respect to the piston rod, Fig. 3 shows a one-piece bearing bush with exaggerated drawn angular runout against the piston rod.

Das Federbein nach Fig. 1 besteht aus einem einen Achsschenkel 1 tragenden Außenrohr 2 und einer Kolbenstange 3, deren oberes Ende 4 mit einem Fahrzeugaufbau 5 gelenkig verbunden ist. Am unteren Ende ist das Federbein durch eine Gelenkstange 6 zwischen einem Boden 7 des AuRenrohres 2 und dem Aufbau 5 gehalten. Auf dem Achsschenkel 1 ist ein nicht gezeichnetes Fahrzeugrad gelagert zu denken. Eine anteilige Last wird vom Aufbau 5 über einen am oberen Ende 4 der Kolbenstange 3 befestigten Federteller 22 auf eine Schraubenfeder 23 und weiter über einen am Außenrohr 2 befestigten Federteller 24 auf den Achsschenkel 1 übertragen. Die Kolbenstange 3 trägt an ihrem inneren Ende einen Kolben 8, der mit nicht gezeichneten Ventilen ausgerüstet ist und in einem ölgefüllten Arbeitszylinder 9 Dämpfungskräfte erzeugt. Arbeitszylinder 9 und Außenrohr 2 bilden einen ringförmigen Ausgleichsraum 10. Der Arbeitszylinder 9 ist durch einen Zylinderdeckel 11 abgeschlossen, den die Kolbenstange 3 nach außen durchdringt. Die Kolbenstange 3 ist im Zylinderdeckel 11 durch zwei aneinanderstoßende Lagerbüchsen 12 und 13 geführt und durch eine Dichtung 14 gedichtet.The strut according to FIG. 1 consists of a steering knuckle 1 supporting Outer tube 2 and a piston rod 3, the upper end 4 with a vehicle body 5 is articulated. At the lower end, the shock absorber is supported by a pivot rod 6 held between a bottom 7 of the outer tube 2 and the structure 5. On the steering knuckle 1, a vehicle wheel (not shown) is to be thought of as being supported. A proportional burden is from the structure 5 via a spring plate attached to the upper end 4 of the piston rod 3 22 on a helical spring 23 and further via a spring plate attached to the outer tube 2 24 transferred to the steering knuckle 1. The piston rod 3 carries on its interior End of a piston 8, which is equipped with valves not shown and in an oil-filled working cylinder 9 Damping forces generated. Working cylinder 9 and outer tube 2 form an annular compensation space 10. The working cylinder 9 is closed by a cylinder cover 11, which the piston rod 3 to the outside penetrates. The piston rod 3 is in the cylinder cover 11 by two abutting one another Bearing bushes 12 and 13 guided and sealed by a seal 14.

Die Lagerbüchsen 12 und 13 stützen sich mit ihrem Außenmantel an einem gummielastischen Ring 20 ab, der in einem starren Außenring 21 vorzugsweise unter Vorspannung eingebettet ist.The bearing bushes 12 and 13 are supported with their outer casing on one rubber-elastic ring 20, which is in a rigid outer ring 21 preferably below Bias is embedded.

Zwischen der Lagerbüchse 13 und der Dichtung 14 ist ein in den Ausgleichsraum 10 mittels eines Kanals 16 druckentlasteter Raum 15 vorgesehen.Between the bearing bush 13 and the seal 14 is a in the compensation space 10 by means of a channel 16 pressure-relieved space 15 is provided.

In dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 17 baut sich in der Zugstufe des Federbeins ein die Uämpfungskraft bestimmender Druck auf, wobei 01 vorwiegend durch die Ventile des Kolbens 8 in den bodenseitigen Zylinderraum 18 strömt. Eine unkontrollierte Ülmenge, die auch als Verlustmenge zu bezeichnen ist, kann am Mantel des Kolbens 8 vorbei vom Zylinderraum 17 in den Zylinderraum 18 und außerdem durch das z.B. infolge von Fertigungstoleranzen nicht eindeutige Lagerspiel zwischen den Lagerbüchsen 12 und 13 einerseits und der Kolbenstange 3 andererseits vom Zylinderraum 17 in den Ausgleichsraum 10 strömen.In the cylinder space 17 on the piston rod side, the rebound stage builds up of the shock absorber a pressure which determines the damping force, where 01 is predominantly flows through the valves of the piston 8 into the cylinder space 18 on the bottom side. One uncontrolled oil quantity, which can also be referred to as loss quantity, can occur on the jacket of the piston 8 past the cylinder chamber 17 into the cylinder chamber 18 and also through the unclear bearing play between the Bearing bushes 12 and 13 on the one hand and the piston rod 3 on the other hand from the cylinder space 17 flow into the compensation chamber 10.

Die Verlustmenge des Kolbens 8 ist durch Anordnung eines Kolbenringes 19 klein gehalten. Die Verlustmenge des Lagers ist durch ein eng bemessenes Lagerspiel - wie es die Erfindung ermöglicht -zwischen den Lagerbüchsen 12 und 13 und der Kolbenstange 3 klein gehalten. Sie ist gegenüber der Verlustmenge einer einteiligen Lagerbüchse reduziert, deren Lagerspiel größer gewählt werden muß, wie die weiteren Ausführungen erkennen lassen.The amount of loss of the piston 8 is due to the arrangement of a piston ring 19 kept small. The loss of the bearing is due to a tight bearing clearance - as the invention allows - between the bearing bushes 12 and 13 and the piston rod 3 kept small. It is compared to the amount lost in a one-piece bearing bush reduced, the bearing clearance must be selected larger, as the other remarks reveal.

Ein Lager 39 nach Fig. 2 weist einen starren Außenring 41, der dem AuBenring 21 in Fig. 2 entsprechen kann, einen gummielastischen Ring 40 und drei aneinanderstoßende Lagerbüchsen 42, 43 und 44 auf, deren Breite b ist. Eine Kolbenstange 45 ist in dem Lager 39 geführt, wobei zwischen beiden Teilen ein übertrieben gezeichneter Winkalschlag von der Größe eines Winkels α besteht und die Lagerbüchsen 42, 43 und 44 in der gezeichneten Weise im gummielastischen Ring 41 verschoben sind. Das Lagerspiel 46 zwischen den einzelnen Lagerbüchsen 42, 43 und 44 und der Kolbenstange 45 ist so groß gewählt, daß die Kolbenstange 45 die Kanten der einzelnen Lagerbüchsen 42, 43 und 44 über Eck berührt. Dieser Zustand wird als Kriterium für das Klemmen der Kolbenstange 45 genommen, da bei noch größerem Winkelschlag, als dem Winkel α entspricht, die Kantenpressung erheblich größer wird. Für das beschriebene Kriterium ist das erforderliche Lagerspiel 46 gleich dem oC-fachen der Breite b der Lagerbüchsen 42, 43 und 44.A bearing 39 of Fig. 2 has a rigid outer ring 41, which is the Outer ring 21 in FIG. 2 can correspond to a rubber elastic ring 40 and three abutting bearing bushes 42, 43 and 44 on, their width are you. A piston rod 45 is guided in the bearing 39, with between the two parts there is an exaggerated angle stroke of the size of an angle α and the bearing bushes 42, 43 and 44 in the manner shown in the rubber-elastic Ring 41 are shifted. The bearing play 46 between the individual bearing bushes 42, 43 and 44 and the piston rod 45 is chosen so large that the piston rod 45 the Edges of the individual bearing bushes 42, 43 and 44 touched around the corner. This condition is taken as the criterion for the clamping of the piston rod 45, since it is even larger Angular runout than corresponds to the angle α, the edge pressure is considerably greater will. The required bearing play 46 is the same for the criterion described oC times the width b of the bearing bushes 42, 43 and 44.

Ein vergleichsweise ungeteiltes Lager 59 nach Fig. 3 weist einen starren Außenring 61, einen gummielastischen Ring 60 und eine ungeteilte Lagerbüchse 62 auf, deren Breite B gleich der dreifachen Breite b der Lagerbüchsen 42, 43 und 44 nach Fig. 2 ist. Eine Kolbenstange 65 ist in dem Lager 59 geführt, wobei zwischen beiden Teilen ein übertrieben gezeichneter Winkelschlag α gleicher Größe wie bei dem Lager 30 nach Fig. 2 besteht. Das Lagerspiel 66 zwischen der ungeteilten Lagerbüchse 62 und der Kolbenstange 65 ist so groß gewählt, daß die Kolbenstange 65 die Kanten der Lagerbüchse 62 über Eck berührt. Für dieses im letzten Absatz beschriebene Kriterium ist das erforderliche Lagerspiel 66 gleich dem α-fachen der Breite B der Lagerbüchse 62.A comparatively undivided bearing 59 according to FIG. 3 has a rigid one Outer ring 61, a rubber elastic ring 60 and an undivided bearing bush 62 whose width B is equal to three times the width b of the bearing bushes 42, 43 and 44 according to Fig. 2 is. A piston rod 65 is guided in the bearing 59, with between both parts an exaggerated angle angle α of the same size as in the case of the bearing 30 according to FIG. The bearing play 66 between the undivided Bearing bush 62 and the piston rod 65 is chosen so large that the piston rod 65 touches the edges of the bearing bush 62 over a corner. For this in the last paragraph The criterion described is the required bearing play 66 equal to the α-fold the width B of the bearing bush 62.

Fig. 2 und Fig. 3 lassen erkennen, daß das erforderliche Lagerspiel für ein dreiteiliges Lager nach Fig. 2 nur 1/3 des Lagerspiels eines ungeteilten Lagers von gleicher Gesamtbreite (8 = = 3 bj ist. Damit sind die Vorteile des Lagers nach der Erfindung nachgewiesen. Nicht dargestellt ist die Möglichkeit einer winkeligen Einstellung der Lagerbüchsen 42, 43 und 44, wenn zwischen diesen und dem Außenring 41 ein axiales Spiel vorgesehen wird, wobei dieses Spiel auch durch einen gummielastischen Ring ausgefüllt sein kann.Fig. 2 and Fig. 3 show that the required bearing play for a three-part bearing according to FIG. 2 only 1/3 of the bearing play of an undivided one Bearing of the same overall width (8 = = 3 bj is. Thus, the advantages of the bearing demonstrated according to the invention. The possibility is not shown one angular adjustment of the bearing bushes 42, 43 and 44 when between these and the outer ring 41 is provided an axial play, this play also through a rubber elastic ring can be filled.

Ein sinngemäßer Aufbau des Mantels eines Kolbens 8 aus zwei oder mehreren sich gummielastisch abstützenden Lagerbüchsen kann zur Verringerung der Losbrechkraft vorgenommen werden.An analogous structure of the jacket of a piston 8 from two or more elastically supported bearing bushes can reduce the breakaway force be made.

Claims

Patent claims:

(1.) Clamp-free piston rod bearing, especially for Mc Pherson struts of motor vehicles, which is penetrated to the outside by a piston rod, wherein the bearing is designed as a bearing bush, the outer jacket of which extends over a rubber elastic Ring supported in the cylinder cover, characterized in that two or more axially abutting bearing bushings (12 and 13 or 42, 43 and 44j with their outer casing Via a rubber elastic ring (20 or 40) on a rigid outer ring (21 or 41).

2. Bearing according to claim 1, characterized in that between the Axial play is provided for bearing bushes and the outer ring.

3. Bearing according to claim 2, characterized in that the axial Game is filled by a rubber elastic ring.

4. Bearing for a piston (8) with two or more abutting one another Bearing bushes and a rubber elastic ring in analogous training, as it is the case Claim 1 corresponds.