DE3017897A1

DE3017897A1 - Aussenrohr fuer teleskop-stossdaempfer

Info

Publication number: DE3017897A1
Application number: DE19803017897
Authority: DE
Inventors: Tiaki Kamegai; Etsuro Nakada
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1980-05-09
Publication date: 1980-11-27
Also published as: JPS55161943U; FR2456262A1; GB2050561B; GB2050561A

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf einen Stoßdämpfer vom Teleskop-Typ, der in der Fahrzeugtechnik als MacPherson-Federbein bezeichnet wird. Insbesondere betrifft die Erfindung ein verbessertes Außenrohr für ein solches Federbein. Der grundsätzliche Aufbau eines Teleskop-Stoßdämpfers, auf den sich auch die Erfindung bezieht, ist in der Fahrzeugtechnik bekannt und wird beispielsweise in den US-PSen 2 624 592 und 3 4-90 785 sowie der GB-PS 1 145 942 beschrieben.

Ein Teleskop-Stoßdämpfer besitzt ein Innenrohr, einen am unteren Ende einer Kolbenstange angebrachten Kolben und ein Außenrohr, das koaxial das Innenrohr und die Kolbenstange umgibt. Der Kolben ist in dem inneren Rohr abgedichtet verschieblich. Die Kolbenstange wird in einem Lager geführt, das an den oberen Enden des inneren und äußeren Rohres befestigt ist. Das obere Ende der Kolbenstange führt zur Fahrzeugaufhängung bzw. FederbeinabStützung im Fahrzeug. Das untere Ende des Außenrohres ist mit einem Achszapfen verbunden, der zum Befestigen eines Rades dient. Das Fahrzeug wird auf diese Weise durch das Rad, den Achszapfen, den Stoßdämpfer und die Fahrzeugaufhängung bzw. das Federbein-Widerlager der Karosserie getragen. Das Innen- und das Außenrohr ist jeweils mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt, um eine relative Teleskopbewegung zwischen dem Kolben und dem Innen- bzw. dem Außenrohr zu dämpfen und auf diese Weise beim Betrieb des Fahrzeuges vom Boden abgeleitete Stöße abzudämpfen.

Die größte Biegebelastung ergibt sich im Betrieb am unteren Ende

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des Außenrohres, und zwar dort, wo dieses mit dem Achszapfen verbunden wird. Von dort nimmt die Biegebelastung in der Richtung nach oben progressiv ab. Bei bekannten Teleskop-Stoßdäfipfern ist das Außenrohr mit gleichmäßigen Innen- und Außendurchmessern und Wanddicken über die gesamte Länge, ausgebildet. Die Wanddicke und die Innen- und Außendurchmesser sind so ausgewählt, daß die maximale Biegebelastung im unteren Ende des Außenrohres zuverlässig aufgenommen werden kann.'Daraus ergibt sich Jedoch, daß er obere Abschnitt des Außenrohres überdimensioniert und zu g ^taltfest ist.

Eine Übergroße Gestaltfestigkeit des Außenrohres hindert das Außenrohr jedoch, sich im Betrieb des Fahrzeuges zusammen mit der Kolbenstange zu biegen. Dadurch wird der Reibungswiderstand zwischen der Kolbenstange und seinem Lager an den oberen Enden der beiden Rohre vergrößert und gleichzeitig das feinfühlige Arbeiten des Stoßdämpfers beeinträchtigt. Damit ist ferner ein unerwünscht hoher Verschleiß verbunden.

Es wurde bereits versucht, dieses Problem zu beseitigen, indem die Passung zwischen der Kolbenstange und dem Lager vergrößert wurde. Obwohl dadurch die.Reibungsverhältnisse verbessert werden konnten, wurde dadurch eine exakte Radeinstellung bzw. Radausrichtung erschwert. Aus dem japanischen GM 5O-14-7939 ist es bekannt, die Dicke des Außenrohres vom unteren Ende bis zu dessen oberem Ende allmählich zu verringern. Dies wird jedoch durch eine spanabhebende Bearbeitung erreicht, bei der ein Kegel geformt wird. Die spanabhebende Bearbeitung wirkt sich jedoch negativ auf die Herstellungskosten und die Herstellungszeit des Außenroh" j aus.

Gemäß vorliegender Erfindung wird ein metallisches Außenrohr für einen Teleskop-Stoßdämpfer geschaffen, das aus einem unteren und einem oberen Abschnitt besteht und durch plastische Verformung

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derart gestreckt wurde, daß eine Wanddicke des oberen Abschnittes kleiner ist, als eine Wanddicke des unteren Abschnittes.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird das metallische Außenrohr eines Teleskop-Stoßdämpfers derart geformt, daß seine Gestaltfestigkeit vom unteren Ende zu seinem oberen Ende allmählich abnimmt. Die Gestaltfestigkeit oder Steifigkeit im unteren Endabschnitt reicht noch aus, "um die maximalen Biegebelastungen aufzunehmen, die am unteren Ende des Außenrohres auftreten, wo das Außenrohr an dem Achszapfen befestigt ist. Die verringerte Gestaltf estigkejfc im oberen Abschnitt gestattet dem Außenrohr, sich zusammen mit der Kolbenstange zu biegen. Dadurch wird der Reibungswiderstand zwischen der Kolbenstange und dem Lager verringert.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Außenrohr eines Teleskop-Stoßdämpfers zu schaffen, durch dessen Konstruktion die innere Reibung und ein übermäßiger Verschleiß vermieden wird.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Außenrohr £ir einen Teleskop-Stoßdämpfer zu schaffen, das leicht und ökonomisch auf einer kommerziellen Herstellungsbasis produziert werden kann.

Ein weiteres Ziel vorliegender Erfindung liegt in der Schaffung eines im allgemeinen verbesserten Außenrohres für einen teleskopischen Stoßdämpfer.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung im Detail erläutert.

Es zeigen:

Pig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teleskop-Stoßdämpfer

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gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch das Außenrohr des Stoßdämpfers von Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch, eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Außenrohres; und

Fig., '+ eine weitere Ausführungsform eines Außenrohres gemäß der Erfindung.

Da das Außenrohr eines Teleskop-Stoßdämpfers gemäß vorliegender Erfindungvon verschiedenen physikalischen Einflüssen 'bestimmt wird, z.B. von den äußeren Gegebenheiten, den Verwendungsanforderungen und dgl., wurde eine erhebliche Anzahl der nachstehend beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen hergestellt, geprüft und in praktischen Versuchen verwendet. Alle Ausführungsformen haben ihre Aufgabe in einer außerordentlich zufriedenstellenden Weise gelöst.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein Teleskop-Stoßdämpfer 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem metallischen Außenrohr 12 versehen. Das untere Ende des Außenrohres 12 ist fest mit einem Achszapfen 13 verbunden, der - obwohl dies -nicht gezeigt wird - ein Fahrzeugrad drehbar lagert. Ein Lager 14 und eijhe öldichtung 16 sind am Oberen Endje des Außenrohres 12 vorgesehen.

Ein Innenrohr 17 ist innerhalb des Außenrohres koaxial angebracht und nimmt einen Kolben 18 gleitbar auf. Eine ringförmige Dichtung 19 ist a' ^olben 18 vorgesehen und liegt an der Innenwand des Innenrc'. es 17 dichtend an. Der Ringraum zwischen den Rohren 12 und 17 und das Innere des Rohres 17 unterhalb des Kolbens 18 stehen miteinander über Bohrungen (nicht gezeigt) in Verbindung und sind mit Hydraulikfluid oder Hydrauliköl gefüllt. Der Kolben

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ist ferner mit einem Ventil (nicht gezeigt) ausgestattet, das die Bewegung des Kolbens 18 im Rohr 17 dämpft.

Der Stoßdämpfer 11 besitzt ferner eine Kolbenstange 21, die sich vom Kolben 18 durch das Lager 14 und die Dichtung 16 nach ^: oben erstreckt und mit der Fahrzeugaufhängung über ein elastisches Gummilager verbunden ist. Ein Federsitz 22 dient zum Abstützen einer Spiralfeder 23, die sich zwischen dem Federsitz 22 und der Fahrzeugaufhängung befindet. Ein Anschlag 2A- ist auf der Kolbenstange 21 befestigt, um eine übermäßige Ausdehnung des Stoßdämpfers 11 bei Anschlag an der Unterseite des Lagers 14· zu begrenzen.

Wie Fig. 2 hervorhebt, besteht das Außenrohr 12 aus einem unteren" Abschnitt 12a und einem oberen Abschnitt 12b. Der obere Abschnitt 12b ist bei der Herstellung plastisch gestreckt, und zwar durch Ziehen oder einen ähnlichen Verformungsprozeß, so daß die Wanddicke des oberen Abschnittes 12b kleiner ist als die Wanddicke des unteren Abschnittes 12a. Die Innendurchmesser des unteren und des oberen Abschnittes 12a, 12b sind im wesentlichen gleich.

Diese Ausbildung sichert eine ausreichende Festigkeit und Gestaltfestigkeit im unteren Abschnitt 12a, so daß die maximale Biegebelastung aufgenommen werden kann, die spezifisch im Verbindungsbereich des Außenrohres 12 mit dem Achszapfen 13 auftritt. Dagegen ist der dünnere obere Abschnitt 12b weniger gestaltfest als der untere Abschnitt 12a und ist demzufolge in der Lage, durch Biegen der jeweiligen Form der Kolbenstange 21 zu folgen. Daraus resultiert, daß die Passung zwischen der Kolbenstange 21 und dem Lager 14 sehr klein sein kann und eine exakte Radeinstellung möglich ist. Eine teuere, spanabhebende Bearbeitung des Außenrohres 12, um dieses kegelförmig auszubilden, wird vermieden, da das gewünschte Resultat durch einen einfachen, raschen und preiswerten, plastischen Verformungsprozeß erreicht wird.

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Fig. 3 verdeutlicht eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Außenrohr 12' besitzt einen unteren Abschnitt 12a' und einen oberen Abschnitt 12b¹. Der obere Abschnitt 12b¹ hat eine kleinere Wanddicke als der untere Abschnitt 12a¹. Hingegen ist der Innendurchmesserdes oberen Abschnittes 12b¹ größer als der Innendurchmesser im unteren Abschnitt 12a'. Die Außendurchmesser der Abschnitte 12a¹ und 12b¹ sind im wesentlichen gleich.

Pig. 4- zeigt eine weitere Ausführungsform eines Außenrohres 12" gemäß vorliegender Erfindung. Dieses besteht aus einem unteren Abschnitt 12a" und einem oberen Abschnitt 12b". In diesem Fall ist sowohl der innere als auch der äußere Durchmesser des oberen Abschnittes 12b" kleiner als der innere und der äußere Durchmesser des unteren Abschnittes 12a". Ein Vorteil dieser Ausbildung ist es, gleichwohl wie auch bei dem Außenrohr 12 der Fig. 1 und 2, daß eine Schulter 12c gebildet wird, die den Federsitz 22 abstützt. Auf diese Weise kann der Federsitz 22 auf die Außenrohre 12 und 12" einfach durch Aufschieben bis zur Anlage an den Schultern 12c montiert werden.

Zusammengefaßt vermeidet ein Außenrohr gemäß der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik und führt zu einem. Teleskope-Stoßdämpfer, der in seiner Konstruktion und Funktion wesentlich verbessert ist.

Modifikationen im Rahmen der vorstehend gegebenen Lehren sind möglich, ohne daß der von der Erfindung umrissene Rahmen verlassen würde.

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L e e r s e i t

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

H. KINKELDEY

DR-IMl

W. STOCKMAIR

OR-tNQ. ■ AaE(GALTECH)

K. SCHUMANN

. DR «It NMT-OPL-PHYS

P. H. JAKOB

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G.BEZOLD

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8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSH +3

9- Mai 1980

KAYABA KOGYO KABUSHIKI KAISHA P 15 057 - 55/wa

Sekai Boeki Center Bldg.,
-1, 2-chome Hamamatsu-cho,
Minato-ku, Tokyo, Japan

Außenrohr für Teleskop-Stoßdämpfer

Patentansprüche

Λ j Metallisches Außenronr für einen Teleskop-Stoßdämpfer, gekennzeichnet durch einen unteren Abschnitt (12a, 12a', 12a") und einen oberen Abschnitt (12b, 12b¹, 12b"), der durch plastische Verformung derart gestreckt ist, daß die Wanddicke des oberen Abschnittes (I2b, 12b», 12b") kleiner ist, als die Wanddicke des unteren Abschnittes (12a, 12a¹, 12a").
2. Metallisches Außenrohr nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet , daß ein Außendurchmesser des oberen Abschnittes (12b) kleiner ist, als ein Außendurohmesser.des unteren Abschnittes (12a).
3. Metallisches Außenrohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein Innendurchmesser des oberen Abschnittes (12b) im wesentlichen dem Innendurchmesser des unteren Abschnittes (12a) gleich ist.

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TELEFON (089) Sa SS Sa TELBX OB-20 3BO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER
4. Metallisches Außenrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der innere Durchmesser des oberen Abschnittes (12b¹) größer ist, als ein innerer Durchmesser des unteren Abschnittes (12a¹)·
5. Metallisches Außenrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Außendurchmess sei? des oberen Abschnittes (1?V) im wesentlichen dem Außendurchmesser des unteren Abschnittes ^a¹) gleich ist.
6. Metallisches Außenrohr nach Anspruch 2, dadurch g e k en η zeichnet, daß ein innerer Durchmesser des oberen Abschnittes (12b") kleiner ist, als ein Innendurchmesser des unteren Abschnittes (12a").
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ORiQlNAL INSPECTED