DE4139131A1 - Schutzeinrichtung fuer die kolbenstange eines schwingungsdaempfers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für eine Kolbenstange gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zum Schutz der Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers an einem Kraft­ fahrzeug werden vielfältige Maßnahmen getroffen. Neben einer Korro­ sionsschutzbehandlung der Kolbenstange, meist in Form einer Chrom­ beschichtung, sind Schutzeinrichtungen bekannt, die als Hauptbe­ standteil ein Schutzrohr aufweisen. Das Schutzrohr wird in der Regel direkt oder indirekt mit der Kolbenstange verbunden, so daß sich beide Teile synchron bewegen.

Bei Federbeinen besteht aber das Problem, daß der Einfederungsweg und damit die Einfahrstrecke der Kolbenstange länger ist, als die maximal mögliche Überdeckung zwischen dem Zylinderrohr und der Schutzeinrichtung für die Kolbenstange. Bekanntlich setzt man in solchen Fällen Schutzbälge ein, die sich elastisch verformen können, wenn sie z. B. mit einem Federteller zur Anlage kommen.

In dem Gebrauchsmuster G 91 09 020 wird eine Schutzeinrichtung vor­ geschlagen, die aus einem elastischen Schutzbalg in Verbindung mit einer Zylinderrohrendkappe besteht. Die Zylinderrohrendkappe umfaßt eine Anschlagfläche für eine Zusatzfeder, sowie einen Trägerab­ schnitt mit einem Schutzbalghalteelement.

Bei einer Federungsbewegung des Kraftfahrzeugrades muß der Schutz­ balg jede Längenänderung des Schwingungsdämpfers ausgleichen. Die Version nach Fig. 4 läßt zwar eine geringe Ausfederungsstrecke des Rades ohne Balgbewegung zu, doch kann man sagen, daß in der Regel die Balglängenänderung gleich der Radbewegung entspricht.

Die dauernde Belastung durch die Längenänderung des Schutzbalges haben natürlich negative Auswirkungen auf die Lebensdauer einer Schutzeinrichtung. Zum Ausgleich müssen hochwertige Materialien eingesetzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schutzeinrichtung für einen Schwingungsdämpfer, insbesondere für die Kolbenstange zu schaffen, die so ausgeführt ist, daß die Schutzeinrichtung einer geringstmöglichen Belastung während des Dämpferbetriebes ausgesetzt ist, einen zuverlässigen Schutz in Verbindung mit einer Kostensen­ kung bietet und leicht zu montieren ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Teile von Anspruch 1 gelöst.

Für die Schutzeinrichtung hat das zur Folge, daß sie nur in einem kleinen Bewegungsbereich des federnden Rades belastet wird, wobei noch anzumerken ist, daß sich dieser Bewegungsbereich auf die Aus­ federungsrichtung beschränkt. Eine kleinere Belastungsfrequenz be­ deutet gleichzeitig, daß die Lebensdauer nachhaltig erhöht wird, oder andersherum betrachtet, bei gleicher Lebensdauer können die Anforderungen an das zu verwendete Material reduziert werden.

Zur Erreichung einer funktionssicheren Schutzeinrichtung ist die Länge der Schutzeinrichtung so bemessen sein, daß sie bei maximal in das Druckrohr eingefahrener Kolbenstange eine Überdeckungslänge mit dem Zylinderrohr besitzt, wobei das Schutzbalghalteelement den Referenzpunkt darstellt, die kürzer ist, als die betriebsmäßig maxi­ male Ausfahrstrecke der Kolbenstange. Je mehr sich die Überdeckungs­ länge der betriebsmäßigen Ausfahrstrecke der Kolbenstange angleicht, um so kleiner ist der Belastungsbereich der Schutzeinrichtung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Schutzeinrich­ tung bei maximal in das Druckrohr eingefahrener Kolbenstange eine Überdeckungslänge mit dem Zylinderrohr, wobei das Schutzbalghalte­ element den Referenzpunkt darstellt, die kürzer ist, als der Abstand zwischen dem Schutzbalghalteelement und einem zylinderrohrseitigen Anbauteil wie z. B. einem Federteller. Es könnte ansonsten zu Beschä­ digungen an der Schutzeinrichtung führen und der unbelastete Arbeits­ bereich der Schutzeinrichtung in beiden Einfederungsrichtungen würde reduziert.

Entsprechend einem vorteilhaften Unteranspruch besteht die Schutz­ einrichtung aus einem starren und einem elastischen Längenabschnitt, wobei der elastische Abschnitt mindestens eine gestreckte Länge besitzt, die dem Betrag des Restweges der Kolbenstange in Ausfahr­ richtung zum Zeitpunkt des Kontaktes der Haltefläche(n) an das Schutzbalghalteelement entspricht. Ein starres Schutzrohr hat einen niedrigeren Herstellungspreis als ein Faltenbalg. Zusätzlich ist ein starres Schutzrohr widerstandsfähiger gegen äußere Einflüsse. Eine Kombination eines starren Schutzrohres mit einem Faltenbalg bietet preislich einen guten Kompromiß zwischen den schon bekann­ ten Ausführungen.

Der Schutzbalg weist vorteilhafterweise an seiner Innenwandung min­ destens eine Haltefläche auf, die im Bereich des dem Zylinderrohr des Schwingungsdämpfers zugewandten Endes angeordnet ist. Diese Haltefläche ist einteilig mit dem Schutzbalg ausgebildet. Es erleich­ tert die Montage der Schutzeinrichtung und erhöht die Funktions­ sicherheit gegenüber einer Haltefläche an einem separaten Bauteil, da es zu keinen ungewollten axialen Verlagerungen der Haltefläche kommen kann, das im Extremfall einen Ausfall der Schutzeinrichtung für die Kolbenstange bedeuten würde.

Zur Vereinfachung der Montage sind auf der Rückseite der Halteflä­ che(n) Schutzeinrichtungsmontageschrägen angeformt. Die Schutzein­ richtung wird über die Zylinderrohrendkappe des Schwingungsdämpfers geknöpft. Die im Querschnitt betrachtet nasenförmige Kombination aus Haltefläche und Montageschräge stellt im übertragenen Sinn so etwas wie eine Sperrklinke dar, die einerseits Haltekräfte auf den elastischen Teil der Schutzeinrichtung überträgt, andererseits die Montagebewegung zuläßt.

Im üblichen Arbeitsbereich des Schwingungsdämpfers erfolgt die Belüf­ tung des Schutzbalginnenraums dadurch, daß der Außendurchmesser des Schutzbalghalteelementes kleiner ist, als der minimale Innendurch­ messer des Schutzbalges. Liegt jedoch die Schutzeinrichtung bei einer Ausfederungsbewegung des Fahrzeugrades am Schutzbalghaltelement an, so sorgen Verbindungskanäle, die die Haltefläche(n) aufweisen, für eine Verbindung zwischen dem Schutzbalginnenraum und der Atmos­ phäre.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Schwingungsdämpfer mit Faltenschutzbalg,

Fig. 2 Endabschnitt des Faltenbalges,

Fig. 3 Schwingungsdämpfer mit Schutzrohr und Faltenbalgendabschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer 1, in dieser Ausführung als Federbein, besteht im wesentlichen aus einem Zylinderrohr 2, einem konzentrisch zum Zylinderrohr 2 positionierten Druckrohr 3 und einer Kolbenstange 4, dessen Kolben das Druckrohr 3 in zwei Arbeitsräume unterteilt. Bei einem Schwingungsdämpfer in Einrohrbau­ weise sind Druckrohr und Zylinderrohr identische Bauteile. Eine Kolbenstangendichtungs-Führungseinheit 5 verschließt den Schwingungs­ dämpfer 1 gegenüber der Atmosphäre. An der Kolbenstangenaustrittssei­ te des Schwingungsdämpfers 1 ist eine Zylinderrohrendkappe 6 be­ festigt, die aus einer Anschlagfläche und einem hülsenförmigen Trä­ gerkörper 7 mit einem Schutzbalghalteelement 8 besteht. Direkt oder indirekt mit der Kolbenstange 4 ist als Schutzeinrichtung 9 für die Kolbenstange 4 ein Faltenbalg 10 montiert. Das einem nicht darge­ stellte Stützlager zugewandte Ende des Faltenbalges 10 bewegt sich so stets ohne jegliche Relativbewegung zur Kolbenstange 4. Innerhalb des Faltenbalges 10 dient ein elastischer Puffer 11 als Zusatzfeder.

Die linke Zeichnungshälfte zeigt ein ganz eingefedertes ebenfalls nicht dargestelltes Rad, während die rechte Hälfte eine größtenteils ausgefahrene Kolbenstange 4 zeigt. Ein Anschlag 12, der an der Kolbenstange 4 zur Anlage kommt, bestimmt den betriebsmäßig maximalen Ausfederungsweg des Fahrzeugrades. Fig. 2 beschreibt die dem Zylinderrohr 2 zugewandte Öffnung der Schutzeinrichtung 9. Deutlich sind horizontale Halteflächen 13 dargestellt, auf dessen Rückseite Montageschrägen 14 angeordnet sind. Die Halteflächen 13 kommen mit dem Schutzbalghalteelement 8 in Kontakt, wenn eine Überdeckungslänge 15 als Ausfahrstrecke der Kolbenstange 4 zurückgelegt ist.

Die Überdeckungslänge 15 zwischen dem Zylinderrohr 2 und der Schutz­ einrichtung 9 ist so ausgelegt, daß eine möglichst große Ausfahr­ strecke für die Kolbenstange 4 besteht, bis die Halteflächen 13 der Schutzeinrichtung 9 das Schutzbalghalteelement 8 der Zylinderrohr­ endkappe 6 erreichen. Andererseits ist die Schutzeinrichtung 8 so kurz ausgeführt, daß ein Kontakt mit einem Federteller 16 ausge­ schlossen ist.

Ist das Fahrzeugrad so weit ausgefedert, daß die Halteflächen 13 mit dem Schutzbalghalteelement 8 zur Anlage kommen, muß der elasti­ sche Teil 17 der als Faltenbalg ausgeführten Schutzeinrichtung 9 eine Verlängerung des Faltenbalges ermöglichen. Von diesem Referenz­ punkt 18 an bis zu einer maximalen Ausfahrlänge der Kolbenstange 4 gibt es eine Relativbewegung zwischen der dem Zylinderrohr 2 zuge­ wandten Öffnung der Schutzeinrichtung 9 und einem beliebigen Punkt auf der Kolbenstange. Entsprechend wird die Schutzeinrichtung 9 nur ab einem bestimmten Ausfederungsweg des Fahrzeugrades ausschließlich auf Zug beansprucht. Gleiches gilt für die Zylinderrohrendkappe 6. Diese wird vorzugsweise als ein Blechteil gefertigt, da bei einem Blechteil die axiale Länge des Trägerkörpers 7 aufgrund der höheren zulässigen Flächenpressung zwischen dem Zylinderrohr 2 und der Zylin­ derrohrendkappe 6 kürzer ist, als bei einem Kunststoffbauteil, was zu einer wesentlichen Verlängerung des für die Schutzeinrichtung 9 belastungsfreien Ausfederungsweges beiträgt.

Für die Entlüftung des Schutzbalginnenraumes 19 sorgt in weiten Arbeitsbereichen des Schwingungsdämpfers der Ringspalt 20 zwischen der Schutzeinrichtung 9 und der Zylinderrohrendkappe 6. Kommen die Halteflächen 13 mit dem Schutzbalghalteelement 8 zur Anlage, so stehen zur Belüftung Verbindungskanäle 21 zur Verfügung, die zwi­ schen den Halteflächen 13 in die Schutzeinrichtung 9 eingearbeitet sind (Fig. 2).

Fig. 3 entspricht weitestgehend der Fig. 1. Der wesentliche Unter­ schied liegt darin, daß der Längenabschnitt 22 der Schutzeinrich­ tung 9, der nicht unbedingt als elastischer Balg 17 ausgeführt ist, um den nötigen Ausfahrweg der Kolbenstange 4 zu ermöglichen, als ein starres Schutzrohr 23 ausgebildet ist. Starre Schutzrohre 23 sind gegenüber den elastischen Bälgen deutlich billiger und bieten eine größere Lebensdauer.

Claims (7)

1. Schutzeinrichtung für eine Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers, bestehend aus einem Zylinderrohr, in dem ein an der axial verschiebbaren Kolbenstange, die von einer Kolben­ stangendichtungs-Führungseinheit radial gehalten wird, befestig­ ter Kolben ein Druckrohr in zwei Arbeitsräume trennt, einer ela­ stischen Schutzeinrichtung, einer Zusatzfedereinrichtung, die ab einem definierten Einfahrweg der Kolbenstange mit einer Zylinder­ rohrendkappe zur Anlage kommt, wobei die Zylinderrohrendkappe aus einer Anschlagfläche und einer Trägerhülse mit einem Schutzbalg­ halteelement besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzbalghalteelement (8) der Zylinderrohrendkappe (6) ab einem definierten Ausfahrweg der Kolbenstange (4) mit (einer) Haltefläche(n) (13) der Schutzein­ richtung (9) zur Anlage kommt, während die Schutzeinrichtung (9) bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange (4) keinesfalls mit dem Schutzbalghalteelement (8) in Kontakt kommt.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (9) bei maximal in das Druckrohr (3) eingefahre­ ner Kolbenstange (4) eine Überdeckungslänge (15) mit dem Zylinder­ rohr (2) besitzt, wobei das Schutzbalghalteelement (8) den Refe­ renzpunkt (18) darstellt, die kürzer ist, als die betriebsmäßig maximale Ausfahrstrecke der Kolbenstange (4).

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (9) bei maximal in das Druckrohr (3) eingefahre­ ner Kolbenstange (4) eine Überdeckungslänge (15) mit dem Zylinder­ rohr (2) besitzt, wobei das Schutzbalghalteelement (8) den Refe­ renzpunkt (18) darstellt, die kürzer ist, als der Abstand zwischen dem Schutzbalghalteelement (8) und einem zylinderrohrseitigen Anbauteil wie z. B. einem Federteller (16).

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzeinrichtungsbalg (9) aus einem starren (22) und einem elasti­ schen (17) Längenabschnitt besteht, wobei der elastische Ab­ schnitt (17) mindestens eine gestreckte Länge besitzt, die dem Betrag des Restweges der Kolbenstange (4) in Ausfahrrichtung zum Zeitpunkt des Kontaktes der Haltefläche(n) (3) an das Schutzbalg­ halteelement (8) entspricht.

5. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbalg (17) an seiner Innenwandung mindestens eine Halteflä­ che (13) aufweist, die im Bereich des dem Zylinderrohr (2) des Schwingungsdämpfers (1) zugewandten Endes angeordnet ist.

6. Schutzeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite der Haltefläche(n) (13) Schutzeinrichtungsmontage­ schrägen (14) angeformt sind.

7. Schutzeinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefläche(n) (13) zwischen dem Schutzbalginnenraum (19) und der Atmosphäre Verbindungskanäle (21) aufweist.