DE19803174A1 - Kolben-Zylinderaggregat mit einem Führungslager - Google Patents
Kolben-Zylinderaggregat mit einem FührungslagerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kolben-Zylinderaggregat entsprechend dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
Grundsätzlich besteht bei der Montage eines Kolben-Zylinderaggregates, insbe
sondere eines Federbeins bei einem Kfz das Problem der Verbindung zwischen
der Kolbenstange, dem Gelenklager und der Karosserie. Das
DE-GM 81 17 572 U1 zeigt ein Gelenklager in der Ausführung eines Stiftgelenks, bei
dem eine Gelenkscheibe mit einem Gelenkgummi auf einem Gewindeabschnitt
der Kolbenstange eine Öffnung durchgreift. Oberhalb der Öffnung ist wiederum
ein Gelenkgummi mit einer Gelenkscheibe mittels einer Spannmutter verschraubt.
Für den Monteur ist ein solches Gelenkauge nur mit einem relativ großen Zeit
aufwand zu montieren. Es ist zu berücksichtigen, daß der Gewindeabschnitt in
der Regel ca. 40 mm lang ist und eine Steigung von 1 bis 1,5 mm aufweist.
Folglich muß der Monteur, insbesondere bei einem Reparaturfall, entsprechend
viel Werkzeugumdrehungen ausführen. Dabei muß die Kolbenstange an Werk
zeugflächen der Kolbenstange mit einem weiteren Werkzeug festgehalten wer
den, damit die Spannmutter festgedreht werden kann.
Die DE 38 22 421 A1 beschreibt einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit
einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Zylinder, einer Kolbenstange und einem
Kolben, wobei der Zylinder und die Kolbenstange jeweils ein elastomeres Lager
zur Befestigung aufweisen. Ein Hinweis hinsichtlich der Verbindung zwischen
dem Lager und dem Schwingungsdämpfer ist nicht zu entnehmen.
Aus der DE 44 40 030 A1 ist eine Lagerung für einen Schwingungsdämpfer be
kannt, bei der auf eine Verschraubung zwischen dem Schwingungsdämpfer und
einer Fahrzeugkarosserie verzichtet werden kann. Eine Rastverbindung ersetzt
eine Schraubverbindung.
Das deutsche Gebrauchsmuster Gm 90 18 074 beschreibt ein Abstützlager zur
winkelbeweglichen, elastischen Abstützung eines Abstützgliedes einer Radauf
hängung, mit einem von einem innerhalb eines Lagergehäuses vorgesehen Ela
stomerkörper spielfrei aufgenommenen Lagerkern, dessen Bewegungen in Ab
stützrichtung über den Elastomerkörper durch gehäusefeste Anschläge begrenzt
sind. Im Lagergehäuse ist ein Lagerkern in einem Elastomerkörper einvulkanisiert.
Zur Anbindung des Lagerkerns an die Kolbenstange verfügt der Lagerkern über
eine Gewindebohrung. Bei der Befestigung des Lagerkerns auf der Kolbenstange
muß diese festgehalten werden, um ein vorgesehenes Vorspannmoment zu errei
chen. Dasselbe gilt für das Lagergehäuse, das eine zentrale Lagerbefestigungs
schraube auf, so daß wiederum bei der Befestigung der gesamten Baueinheit
Schwingungsdämpfer/Lagergehäuse an der Fahrzeugkarosserie ein erhöhter Mon
tageaufwand betrieben werden muß, damit die Kolbenstange beim Anziehen der
Spannmutter nicht mitdreht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Kolben-Zylinderaggregat zu realisie
ren, das hinsichtlich der Montage optimiert ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Führungslager ein
teilbares Gehäuse aufweist, das einen Deckel und ein Unterteil umfaßt, die das
Führungslager verschließen, wobei der Deckel und das Unterteil im Inneren des
Gehäuses eine Elastomerfeder verspannen, die beidseitige an einer Stützscheibe
angeordnet ist, wobei die Stützscheibe von der Kolbenstange durchdrungen und
mit dieser gewindelos verbunden ist, wobei das Führungslager über exzentrisch
zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates angeordnete Befestigungsmittel
mit der Karosserie verbunden ist. Man kann bei der Montage des Führungslagers
auf Werkzeuge oder Vorrichtungen verzichten, die die Kolbenstange in Umfangs
richtung festhalten. Des weiteren erhält man eine besonders platzsparende und
geräuschisolierende Lagerung. Die exzentrische Anbindung des Führungslagers an
die Karosserie verhindert ebenfalls ein Mitdrehen der Kolbenstange beim Befesti
gen des Gesamtaggregates an der Karosserie.
Bei einer Ausführungsvariante besteht die gewindelose Befestigungsverbindung
zwischen der Kolbenstange und dem Führungslager aus einem Formschluß zwi
schen einem Sicherungsring und einer entsprechenden Ringnut. Bei einem Siche
rungsring handelt es sich um ein sehr platzsparendes und trotzdem sehr hohe
Tragkräfte aufnehmendes Bauteil.
Das teilbare Gehäuse ermöglicht den Zugriff auf die Anbindungsstelle der Stütz
scheibe an der Kolbenstange, so daß auch ein vollständig geschlossenes Gehäuse
verwendet werden kann.
Alternativ ist vorgesehen, daß die gewindelose Befestigungsverbindung aus einer
zumindest partiell ausgeführten Versickung des Führungslagers mit der Kolben
stange besteht. Bei dieser Verbindung kann kein Spiel auftreten, das u. U. Geräu
sche verursachen würde. Des weiteren ist ein unfachmännisches Öffnen der Be
festigungsverbindung ausgeschlossen.
Es hat sich herausgestellt, daß die gewindelose Befestigungsverbindung auch
durch eine Verschweißung der Kolbenstange mit dem Führungslager realisiert
werden kann. Im Bereich des Führungslagers benötigt die Kolbenstange keine
schützenden Oberflächenbehandlungen, so daß eine Schweißverbindung möglich
ist.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch werden der Deckel und ein Unterteil
des Führungslagers mittels einer Preßverbindung zusammengehalten werden. Al
ternativ ist vorgesehen, daß der Deckel mit dem Unterteil formschlüssig verbun
den ist. Beispielsweise wird das Unterteil mit dem Deckel verrollt. Auch an dieser
Stelle wurde bewußt auf eine Schraubverbindung verzichtet.
Neben der Elastomerfeder kommt noch eine weitere Feder zum Einsatz, indem die
Elastomerfeder mit dem Deckel einen Raum bildet, der mit der eingeschlossenen
Luft eine Federwirkung hervorruft.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert
werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Kolben-Zylinderaggregat mit Führungslager,
Fig. 2 Eine gewindelosen Befestigungsverbindung in Form einer Versickung,
Fig. 3 Eine gewindelose Befestigungsverbindung mit einer Verschweißung,
Fig. 4 Führungslager mit formschlüssiger Verbindung zwischen Deckel und
Unterteil.
Die Fig. 1 zeigt den oberen Teil eines Kolben-Zylinderaggregates 1 mit einem
Führungslager 3. Das Kolben-Zylinderaggregat kann beispielsweise als ein Ein
rohr- oder Zweirohr-Schwingungsdämpfer ausgeführt sein. Innerhalb eines nicht
dargestellten Zylinders des Kolben-Zylinderaggregates ist eine Kolbenstange 5
axial beweglich angeordnet. Am oberen Ende der Kolbenstange ist das Führungs
lager 3 befestigt. Das Führungslager besteht aus einem Unterteil 7 und einem
Deckel 9. Beide Teile bilden mittels einer Preßverbindung 11 eine Baueinheit, in
der eine Elastomerfeder 13 gekammert ist. Diese Elastomerfeder 13 verfügt über
eine Stützscheibe 15, die von der Kolbenstange durchdrungen wird und die ge
windelose Befestigungsverbindung zur Kolbenstange 5 herstellt. Dazu verfügt die
Kolbenstange über eine Anlagefläche, die in diesem Ausführungsbeispiel von ei
nem ersten Sicherungsring 17 in einer ersten Ringnut 19 gebildet wird. In einem
Abstand dazu ist ein weiterer Sicherungsring 21 in zweiten Ringnut 23 der Kol
benstange 5 eingespannt. Damit ist die Stützscheibe 15 des Führungslagers
axial ortsfest relativ zur Kolbenstange in ihrer Lage bestimmt. Die Stützscheibe
wird von der Elastomerfeder zumindest partiell beidseitig umfaßt, wobei die Ela
stomerfeder, wie bereits beschrieben, von den beiden Gehäuseteilen 7; 9 des
Führungslagers 3 gehalten wird.
Die Elastomerfeder 13 bildet mit dem Deckel 9 einen Raum 25, der mit Luft ge
füllt, aber nicht hermetisch dicht ist. Ein Drosselkanal 25a sorgt für eine entspre
chende Außenverbindung. Es liegt dadurch ein Druckraum vor, der einer kleinen
Gasfeder entspricht, die bei der Auslegung der Elastomerfeder berücksichtigt
werden sollte.
Bei der Montage wird zunächst das Unterteil 7 lose auf die Kolbenstange 5 auf
gefädelt. In einem weiteren Arbeitsschritt setzt man den ersten Sicherungs
ring 17 in die Ringnut 19 der Kolbenstange ein. Diese Ringnut kann spanend oder
aber auch durch ein Rollenverfahren hergestellt werden. Es folgt die Elastomerfe
der 13 mit der Stützscheibe 15, die beispielsweise einvulkanisiert sein kann. Der
zweite Sicherungsring 21 mit der weiteren Ringnut 23 hält die Stützscheibe axial
fest. Danach kann der Deckel 9 auf die Elastomerfeder 13 gelegt werden. Ab
schließend wird das Unterteil 7 des Führungslagers 3 in Richtung des Deckels 9
angehoben und in einen Rohrabschnitt 9a des Deckels 9 eingepreßt. Alternativ
kann natürlich auch eine Schweißverbindung eingesetzt werden. Das Unterteil ist
wie ein Becher geformt und kann deshalb ggf. eine Zusatzfeder 27 aufnehmen.
Am oberen Deckelrand sind mehrere Öffnungen 29 für Befestigungsschrauben
angebracht, die eine nicht dargestellte Verbindung zu einer Fahrzeugkarosserie
oder einer ähnlichen Anwendung herstellen. Die Öffnungen 29 sind exzentrisch
zur Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates ausgeführt, so daß sich beim Be
festigen entsprechender Schrauben die Kolbenstangen nicht mitdrehen kann. Für
den Monteur am Fließband steht ein Modul, bestehend aus einem Führungslager
und einem Kolben-Zylinderaggregat zur Verfügung, das als Baueinheit rasch
montiert werden kann.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird keine Durchgangsöffnung in einem Radka
stendom 31 für das Führungslager 3 benötigt. Für ein Kfz bedeutet das, daß ein
geschlossener Radkastendom eingesetzt werden kann. Damit ist eine erhebliche
Geräuschdämmung und Verfestigung verbunden.
Die Fig. 2 zeigt ein Detail der Stützscheibe 15 mit der Kolbenstange 5. Anstelle
eines zweiten Sicherungsringes 21 kommt eine Versickung 33 zur Anwendung.
Mittels eines Umformwerkzeuges 35 wird ein umlaufender Rand 37 der Stütz
scheibe 15 zumindest partiell in die Ringnut 23 verpreßt. Diese Versickung kann
Kräfte in Zug- und in Druckrichtung übertragen.
Als weitere Möglichkeit für eine gewindelose Befestigungsverbindung steht, wie
die Fig. 3 zeigt, eine Verschweißung 39 zwischen der Stützscheibe 15 und der
Kolbenstange 5 zur Verfügung. Innerhalb des Führungslagers 3 muß die Kolben
stange nicht mehr beschichtet sein, so daß aus dieser Richtung keine Schwierig
keiten zu erwarten sind. Auf die erste Ringnut 19 und den ersten Sicherungs
ring 17 kann bei Einsatz einer Vorrichtung, die die Stützscheibe positioniert, ver
zichtet werden.
In der Ausführung nach Fig. 4 ist ein Führungslager 3 dargestellt, bei dem das
Unterteil einen Hülsenabschnitt 41 aufweist, der mit dem Deckel 9 über eine
formschlüssige Verbindung in Form einer Verrollung 43 verschlossen ist. Abwei
chend zu den Fig. 1 bis 3 sind die Öffnungen 29 für die Befestigungsschrau
ben am Unterteil 7 ausgeführt. In Abhängigkeit der vorgegebenen Belastungs
grenzen kann das Führungslager aus einem metallischen Werkstoff, beispielswei
se Stahl oder Aluminium, oder auch einem Kunststoff bestehen.
Claims (7)
1. Kolben-Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange
axial beweglich angeordnet ist, wobei die Kolbenstange mit einem Führungsla
ger zur Anbindung an eine Fahrzeugkarosserie versehen ist, wobei die Kolben
stange mit dem Führungslager eine gewindelose Befestigungsverbindung ein
geht,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Führungslager (3) ein teilbares Gehäuse aufweist, das einen Deckel (9)
und ein Unterteil umfaßt, die das Führungslager (3) verschließen, wobei der
Deckel (9) und das Unterteil (7) im Inneren des Gehäuses eine Elastomerfe
der (13) verspannen, die beidseitige an einer Stützscheibe 15 angeordnet ist,
wobei die Stützscheibe von der Kolbenstange durchdrungen und mit dieser
gewindelos verbunden ist, wobei das Führungslager über exzentrisch zur
Längsachse des Kolben-Zylinderaggregates angeordnete Befestigungsmittel mit
der Karosserie verbunden ist.
2. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gewindelose Befestigungsverbindung zwischen der Kolbenstange (5)
und dem Führungslager (3) aus einem Formschluß zwischen einem Siche
rungsring (21) und einer entsprechenden Ringnut (23) besteht.
3. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gewindelose Befestigungsverbindung aus einer zumindest partiell aus
geführten Versickung (33) des Führungslagers (3) mit der Kolbenstange (5)
besteht.
4. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
daß die gewindelose Befestigungsverbindung durch eine Verschweißung (39)
der Kolbenstange (5) mit dem Führungslager (3) realisiert ist.
5. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
daß der Deckel (9) und das Unterteil (7) des Führungslagers (3) mittels einer
Preßverbindung (11) zusammengehalten werden.
6. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deckel mit dem Unterteil formschlüssig verbunden ist.
7. Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1,
daß die Elastomerfeder (13) mit dem Deckel (9) einen Raum (25) bildet, der
mit der eingeschlossenen Luft eine Federwirkung hervorruft.
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