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Kraftfahrzeug-Vorderachsbein
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeug-Vorderachsbein mit
einem einen Radachsschenkel tragenden Führungsrohr, einem darin teleskopartig verschieblich
gelagerten Stoßdämpferzylinder, der oben mit dem Fahrzeugrahmen verbindbar und über
seine nach unten abgedichtet austretende Kolbenstange mit dem Boden des Führungsrohres
verbunden ist, wobei zwischen Führungsrohr und Stoßdämpferzylinder obere und untere
Führungsbüchsen sowie ober- und unterhalb davon Dichtungen aus elastomergem Werkstoff
axial festgelegt sind, die zwischen sich einen Schmiermittelraum konstanten Volumens
einschließen.
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Kraftfahrzeug-Vorderachsbeine obiger Art sind z.B.
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durch die DE-PS 16 25 418, die US-PS 36 90 425 und durch das DE-GM
67 52 835 bekannt. Sie unterscheiden sich von anderen Vorderachsbeinen vorteilhaft
dadurch, daß bei ihnen das im ringförmigen Schmiermittelraum konstanten
Volumens
untergebrachte Schmiermittel, wie z.B. Fett oder Oel, durch die beim Fahrbetrieb
auftretenden Relativbewegungen zwischen dem Stoßdämpferzylinder und dem Führungsrohr
nicht durch entsprechende Pumpwirkung verdrängt werden kann, um auf diese Weise
eine hinreichende Schmierwirkung zwischen dem Stoßdämpferzylinder und den Führungsringen
ständig aufrechtzuerhalten, wobei die Dichtungen für die notwendige Abdichtung des
Schmiermittelraumes sorgen sollen. Nichtsdestoweniger ist das Schmier- und Dichtproblem
bei diesen vorbekannten Vorderachsbeinen bisher noch nicht befriedigend gelöst.
Wird etwa als Schmiermittel ein mehr flüssiges Medium gewählt, so kommt es dabei
anfänglich zwar zu einer hinreichenden Schmierung der zwischen den Führungsbüchsen
und dem Dämpferzylinder vorhandenen Gleitflächen, jedoch auch zu baldigem Schmierflüssigkeitsverlust
über die dafür nur unbefriedigenden Dichtungen.
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Wählt man andererseits ein Schmiermittel von mehr teigiger bzw. pastöser
Konsistenz, also etwa eine entsprechende Schmierfettsorte, so können dann zwar die
Dichtungen standhalten, jedoch läßt die Gleitflachen-Schmierung bald nach, was zu
erheblichem Verschleißanstieg führt und sich auch rein äußerlich im Auftreten störender
Geräuschbildung unangenehm bemerkbar macht.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeug-Vorderachsbein
der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, das eine einwandfreie Schmierung und
Abdichtung der Zylinder-Gleitflächen ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß
im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Dichtungen in axialem Abstand von der zugehörigen
Führungsbüchse angeordnet sind und einen als Mehr-, insbesondere Drei-Lippenprofil
ausgebildeten Dichtungsabschnitt besitzen, der unter Vorspannung am Stoßdämpferzylinder
anliegt. Wie die Praxis gezeigt hat, kommt man dadurch auch bei Verwendung von weniger
zähflüssigen, also mehr ölhaltigen Schmierfetten gleichwohl zu einer dauerhaften,
wirksamen
Schmierung der zwischen dem Stoßdämpferzylinder und den Führungsbüchsen vorhandenen
Gleitflächen wie aber auch zu einer hochwirksamen Abdichtung dieser Gleitflächen
bzw. des Schmiermittelraumes. Dabei kommt es im Bereich der Führungsbüchsen zu einer
Art Druckumlaufschmierung, die ihre Ursache auch in den durch die Knickbeanspruchung
des Vorderachsbeins bedingten, diagonal verschieden starken Anlagedrücken der Führungsbüchsen
an dem Stoßdämpferzylinder hat. So wird jeweils an der druckbeaufschlagten Stelle
des Führungsringes bei entsprechender Bewegungsrichtung des Dämpferzylinders über
den dynamischen Schmierkeil Fett aus dem Schmiermittelraum in den zwischen der Führungsbüchse
und der zugehörigen Dichtung gelegenen Ringraum transportiert, während es auf der
diagonal gegenüberliegenden, druckentlasteten Stelle der Führungsbüchse zu einem
Schmiermitteltransport in entgegengesetzter Richtung kommt.
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Vorteilhaft liegen die Dichtungen mit ihrem Mehrlippen-Dichtungsabschnitt
dem Schmiermittelraum zugewandt und sind an ihren gegenüberliegenden Enden mit einer
Abstreiferlippe versehen, während sie im mittleren Bereich von einer metallischen
Befestigungsbüchse eingefaßt sind, die für ihre axiale Festlegung im Führungsrohr
sorgt.
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Für die Vorspannung des Mehrlippen-Dichtungsabschnitts kann letzterer
von einer entsprechend vorgespannten Schlauchfeder umgeben sein. Es kann dafür aber
am Außenumfang des Mehrlippen-Dichtungsabschnittes auch ein sich an der Innenwandung
des Führungsrohres abstützender Vorspannungs-Ringwulst vorgesehen sein. Im entspannten
bzw.
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ausgebauten Zustand ist die Dichtung sowohl im Bereich ihres Mehrlippen-Dichtungsabschnitts
als auch im Bereich der Abstreiferlippe im Innendurchmesser kleiner bemessen als
der Außendurchmesser des Stoßdämpferzylinders, so daß sich nach dem Einbau die Dichtung
mit entsprechender Vorspannung
am Dämpferzylinder anlegt, während
der umlaufende Vorspannungs-Ringwulst je nach seiner Bemessungsstärke mehr oder
weniger stark gegen das die Dichtungen aufnehmende Führungsrohr drückt.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele nach der Erfindung
dargestellt. Dabei zeigen Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch ein Kraftfahrzeug-Vorderachsbein
nach der Erfindung, Fig. 2 bis 5 jeweils vergrößerte Teilschnittdarstellungen von
mit unterschiedlich gestalteten Dichtungen versehenen Vorderachsbeinen und Fig.
6 einen Teilschnitt durch eine Dichtung im Ausbauzustand in stark vergrößerter Darstellung.
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Das in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeug-Vorderachsbein besitzt ein
den Radachszapfen 1 tragendes Führungsrohr 2, das an seinem unteren Ende durch den
eingeschweißten Boden 3 verschlossen und regelmäßig noch mit einem nicht dargestellten
Federteller versehen ist, über den es mittels einer die Fahrzeuglast teilweise tragenden
Schraubendruckfeder gegenüber dem Fahrgestellrahmen des Kraftfahrzeuges federnd
abgestützt ist. Im Führungsrohr 2 ist der Stoßdämpferzylinder 4 eines vorzugsweise
mit Druckgas und Dämpfungsflüssigkeit gefullten hydropneumatischen Einrohrschwingungsdämpfers
teleskopartig verschieblich gelagert. Über den an seinem oberen, aus dem Führungsrohr
2 herausragenden Ende sitzenden Befestigungsstift 5 kann der Stoßdämpferzylinder
mit dem Fahrgestell verbunden werden, während die nach unten abgedichtet austretende,
gestrichelt dargestellte Kolbenstange 6 mit dem Boden 3 des Führungsrohres 2 fest
verbunden ist. Zwischen dem Boden 3 und dem Dämpferzylinder 4 ist noch ein den austretenden
Teil der Kolbenstange 6 schützend umgreifender Faltenbalg 7 vorgesehen.
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Die teleskopartige Führung des Stoßdämpferzylinders 4 im Führungsrohr
2 erfolgt über die in letzterem in konstantem
axialen Abstand voneinander
angebrachten metallischen Führungsbüchsen 8, die innenseitig mit einem Gleitüberzug
9, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen versehen sind. Die beiden Führungsringe
8 schließen mit dem Führungsrohr 2 und dem Dämpferzylinder 4 einen ringförmigen
Schmiermittelraum 10 konstanten Volumens ein. Als Schmiermittel dient vorzugsweise
vergleichsweise ölreiches Schmierfett, das eine wirksame Schmierung der zwischen
den Führungsbüchsen und dem Dämpferzylinder 4 gelegenen Gleitflächen bewirkt.
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Jeweils mit Abstand oberhalb des oberen und des unteren Führungsringes
8 bzw. 8' ist eine Dichtung 11 bzw. 11' aus elastomerem Werkstoff fest im bzw. am
Führungsrohr 2 angebracht, so daß sich zwischen jeder Dichtung 11, 11' und der zugehörigen
Führungsbüchse 8 bzw.
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8' eine kleine ringförmige Schmiermittelkammer 12 bzw. 12' ergibt.
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Der grundsätzliche Aufbau der Dichtungen 11, 11' ist von der in Fig.
6 dargestellten Art. Danach besitzt jede Dichtung 11 einen als Mehr-, insbesondere
Drei-Lippenprofil ausgebildeten Dichtungsabschnitt lla mit den drei Dichtlippen
11a', 11a'', 11a''', weiterhin am gegenüberliegenden Ende eine Abstreiferlippe 11b.
In ihrem mittleren Bereich ist die Dichtung 11 von einer metallischen Befestigungsbüchse
llc eingefaßt, die ein L-Profil besitzt. Mit ihrem kurzen, radial nach innen abgewinkelten
Flansch llc' ragt die Befestigungsbüchse llc in der Nähe der Abstreiferlippe 11b
in den elastomeren Dichtungswerkstoff 11d hinein. Hierfür kommen insbesondere synthetischer
wie aber auch natürlicher Kautschuk oder auch entsprechende elastische Kunststoffe
in Frage. Wie die Fig. 6 weiterhin zeigt, besitzen die Dichtlippen lla', 11a'' und
11a''' sowie die Abstreiferlippe 11b im nicht eingebauten Zustand
der
Dichtung 11 einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der strichpunktiert dargestellte
Außendurchmesser d des Dämpferzylinders 4. Dadurch kommt es nach dem Einbau der
Dichtungen 11 zu einer entsprechenden Aufweitung und Vorspannung der wirksamen Dichtungsteile.
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Die vorerwähnte Vorspannung im Mehrlippen-Dichtungsabschnitt lla
wird durch einen hier vorhandenen, entsprechend dimensionierten Ringwulst 11e noch
verstärkt.
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Dieser legt sich im Einbauzustand der Dichtungen, wie etwa im Falle
der Fig. 4 dargestellt, gegen die Innenwandung des Führungsrohres 2 an, wodurch
es hier zu einer entsprechenden Anpreßwirkung des Dreilippen-Dichtungsabschnittes
am Stoßdämpferzylinder 4 kommt.
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Anstelle des Ringwulstes 11e kann im Dreilippen-Dichtungsabschnitt
lla auch eine letzteren umgebende, vorgespannte Schlauchfeder 13 vorhanden sein,
wie etwa in den Fällen der Fig. 2 und 3 oder auch 5.
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In den Fig. 2 bis 5 sind die verschiedenartigsten Einbaumöglichkeiten
der erfindungsgemäß beschaffenen und angeordneten Dichtungen 11 dargestellt. In
den Fig. 2, 3 und 4 sind dabei die Dichtungen 11 sowie die Führungsbüchsen 8, 8'
jeweils an der Innenwandung des Führungsrohres 2 befestigt. Im Falle der Fig. 5
sind die Dichtungen 11, 11' sowie die Führungsbüchsen 8, 8' in einem Zwischenrohr
14 befestigt, das zusammen mit dem Stoßdämpferzylinder 4 eine auswechselbare Patronen-Baueinheit
bildet, die als Ganzes in das Führungsrohr 2 bis zum unteren Anschlag eingesetzt
und über die im oberen Teil vorhandene Befestigungsmutter 15 damit fest verbunden
werden kann.
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Mit den vorerwähnten Mitteln nach der Erfindung kommt es zu einer
hochwirksamen Schmierung der zwischen
den Führungsringen 8 bzw.
deren Gleitschichten 9 einerseits und der Dämpferzylinder 4 andererseits gelegenen
Gleitflächen bei zugleich einwandfreier Abdichtung des Schmiermittelraumes 10 sowie
der jeweils zwischen den Führungsbüchsen 8 und den Dichtungen 11 gelegenen kleinen
Schmiermittelkammern. Bei Verwendung eines hinreichend fließfähigen Schmierfettes
tritt eine Druckumlaufschmierung im Bereich der Führungsbüchse 8 zwischen dem eigentlichen
Schmiermittelraum 10 und den kleineren Schmiermittelkammern 12 ein, indem das bei
der Bewegung des Dämpferzylinders über den dynamischen Schmierkeil transportierte
Fett in der Ringkammer 12 aufgefangen und über den auf der drucklosen Seite der
Führungsbüchse gelegenen Lagerspalt in den Raum 1G zurückfließt. Dabei ist wichtig,
daß der Schmiermittelraum 10 sowie die Schmiermittelkammern 12 über die Dichtungen
11, 11' einwandfrei abgedichtet werden, so daß es zu keinem Fettaustritt kommen
kann.