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DE3824932C1 - Pneumatic spring damper unit - Google Patents

Pneumatic spring damper unit

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Publication number
DE3824932C1
DE3824932C1 DE19883824932 DE3824932A DE3824932C1 DE 3824932 C1 DE3824932 C1 DE 3824932C1 DE 19883824932 DE19883824932 DE 19883824932 DE 3824932 A DE3824932 A DE 3824932A DE 3824932 C1 DE3824932 C1 DE 3824932C1
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DE
Germany
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spring
damper unit
cylindrical housing
unit according
seal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE19883824932
Other languages
German (de)
Inventor
Henning Prof. Dr.-Ing. 6530 Bingen De Gold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental AG
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Audi AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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Abstract

In a pneumatic spring damper unit for motor vehicles, with a cylindrical housing and a piston with a piston rod displaceably guided in the said housing, the piston dividing the housing into one chamber, enclosed by the housing and diminishing during compression, and one chamber closed off by a U-type bellows and increasing during compression, the cylindrical housing is designed open on that side remote from the U-type bellows and the piston rod and closed off by a separate component with the insertion of a seal. The separate component is preferably a direct component of the body of the motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a pneumatic spring-damper unit for a Motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Einheit zeigt die DE-OS 36 41 623, bei der das zylindri­ sche Gehäuse auf der dem Rollbalg gegenüberliegenden Seite geschlossen ausgebildet ist. Dies hat zwar den Vorteil, daß die Einheit als kom­ plette Montagegruppe an die Karosserie des Kraftfahrzeuges anbaubar ist, vergrößert aber den herstellungstechnischen Aufwand.Such a unit shows DE-OS 36 41 623, in which the cylindri closed housing on the side opposite the rolling bellows is trained. This has the advantage that the unit as a com Complete assembly group can be attached to the body of the motor vehicle is, but increases the manufacturing effort.

Durch die US-PS 33 33 653 ist ferner ein Federbein bekannt, bei dem das zylindrische Gehäuse rohrförmig ausgebildet ist und auf der dem Ein­ tritt der Kolbenstange gegenüberliegenden Stirnseite mit einem separa­ ten Bauteil verschlossen ist. Die Befestigung und Abdichtung dieses als Deckel ausgebildeten Bauteiles ist nicht beschrieben. Es versteht sich, daß durch die Verwendung eines separaten Rohres der Herstellungsaufwand für das zylindrische Gehäuse verringert und kostengünstiger ist.Through the US-PS 33 33 653 a strut is also known in which the cylindrical housing is tubular and on the one enters the piston rod opposite end with a separa th component is closed. Fixing and sealing this as Cover trained component is not described. It goes without saying that by using a separate tube, the manufacturing effort reduced for the cylindrical housing and is cheaper.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgemäße Feder-Dämpfer-Einheit derart weiterzubilden, daß sie ohne funktionelle Beeinträchtigungen bei weniger Materialaufwand bzw. geringerem Gewicht herstellungstechnisch einfacher ist.The object of the invention is the generic spring-damper unit to develop such that they without functional impairments less material or less weight in terms of manufacturing technology is easier.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Es wird also vorgeschlagen, das zylin­ drische Gehäuse beiderseits offen auszubilden, was zunächst insbesonde­ re den Vorteil ergibt, daß ein zylindrisches Rohr mit hoher Ober­ flächengüte als Laufbahn für den Kolben einsetzbar ist, welches von beiden Seiten her bearbeitet werden kann. Dieses Rohr wird dann unmit­ telbar an einem Karosseriebauteil des Kraftfahrzeuges befestigt, so daß ein separater Deckel als Verschlußorgan entfallen kann. Dabei wird als weiteres Merkmal der Erfindung eine federnd nachgiebige Befestigung vorgeschlagen, die unter anderem eine verbesserte Geräuschisolierung be­ wirkt.This object is achieved with the characterizing features of claim 1 solved. So it is suggested the cylin to form open housing on both sides, which is particularly important at first re gives the advantage that a cylindrical tube with a high upper surface quality can be used as a raceway for the piston, which of both sides can be edited. This pipe is then unmit telbar attached to a body component of the motor vehicle, so that a separate cover as a closure member can be omitted. It is called  Another feature of the invention is a resilient attachment proposed that be improved noise isolation among other things works.

Weitere zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Patentansprüchen 2 bis 10 entnehmbar. So wird durch die vorgeschla­ gene Flanschverbindung eine Körperschallverbindung zwischen dem zylin­ drischen Rohr als Teil der Feder-Dämpfer-Einheit und der Karosserie des Kraftfahrzeuges vermieden, wobei gleichzeitig ein gleichmäßiger Dich­ tungsanpreßdruck über einen langen Betriebszeitraum sichergestellt ist. Eine funktionell sichere, den unterschiedlichen Drücken in der Feder-Dämpfer-Einheit Rechnung tragende Dichtung wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 4 bis 7 geschaffen. Besonders vorteilhaft ist dabei die radial zum zylindrischen Gehäuse wirkende Anpressung der Dichtung insbesondere mittels eines Spannringes, die unabhängig von dynamischen Belastungen der Feder-Dämpfer-Einheit im Fahrbetrieb Leckagen im Be­ reich der Dichtung ausschließt. Dabei ist berücksichtigt, daß im Fahr­ betrieb aufgrund der wirkenden Gasfederkräfte das zylindrische Gehäuse nicht gegen die Dichtung gepreßt, sondern in Richtung der Kolbenstan­ genachse von dieser weggezogen wird.Further expedient and advantageous developments of the invention are the claims 2 to 10 removed. So through the proposal gene flange connection a structure-borne sound connection between the cylin drische tube as part of the spring-damper unit and the body of the Avoided motor vehicle, while maintaining an even you contact pressure ensured over a long operating period is. A functionally safe, the different pressures in the Spring-damper unit-bearing seal comes with the features of claims 4 to 7 created. It is particularly advantageous the radial pressure on the seal acting on the cylindrical housing in particular by means of a clamping ring that is independent of dynamic Loads on the spring-damper unit while driving Leakages in the loading excluding the seal. It is taken into account that in driving operated the cylindrical housing due to the gas spring forces not pressed against the seal, but in the direction of the piston rod is pulled away from it.

Besonders vorteilhaft kann gemäß Patentanspruch 8 die Dichtung unmit­ telbar an einem Einfeder-Anschlagpuffer angeformt sein, wodurch der Teileaufwand verringert und die Montage vereinfacht ist.According to claim 8, the seal can be particularly advantageous be integrally formed on a single-spring stop buffer, whereby the Reduced parts and assembly is simplified.

Eine weitere wesentliche Vereinfachung der Bauteile wird durch die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 erreicht. Dadurch kann ein einfaches Rohr mit einem Ringdeckel zur Herstellung des zylindrischen Gehäuses verwendet sein.Another significant simplification of the components is the Features of claims 9 and 10 achieved. This can be a simple Tube with a ring cover for the manufacture of the cylindrical housing be used.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inTwo embodiments of the invention are described below with others Details explained in more detail. The drawing shows in

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch eine pneumatische Feder- Dämpfer-Einheit in einem Kraftfahrzeug, mit einem einteiligen zylindrischen Gehäuse und Fig. 1 shows a partial longitudinal section through a pneumatic spring-damper unit in a motor vehicle, with a one-piece cylindrical housing and

Fig. 2 eine im wesentlichen gleiche Feder-Dämpfer-Einheit mit einem glattwandigen Rohr und einem Ringdeckel als zylindrisches Ge­ häuse. Fig. 2 is a substantially the same spring-damper unit with a smooth-walled tube and an annular cover as a cylindrical Ge housing.

Die mit 10 bezeichnete Feder-Dämpfer-Einheit der Fig. 1 weist ein im wesentlichen rohrförmiges, zylindrisches Gehäuse (12) auf, in dem ein Kolben (14) gleitet. Der Kolben (14) ist über eine Kolbenstange (16) und ein Lagerauge (18) mit einem Radführungsteil einer nicht darge­ stellten Hinterachse eines Kraftfahrzeuges verbunden.The spring-damper unit of FIG. 1, designated by 10 , has an essentially tubular, cylindrical housing ( 12 ) in which a piston ( 14 ) slides. The piston ( 14 ) is connected via a piston rod ( 16 ) and a bearing eye ( 18 ) to a wheel guide part of a rear axle, not shown, of a motor vehicle.

Der Kolben (14), der mit einer Dichtung (20) versehen ist, unterteilt das zylindrische Gehäuse in eine auf der Zeichnung obere Kammer (22) und eine untere Kammer (24). Die untere Kammer (24, in der ein Ausfe­ der-Anschlagpuffer (26) angeordnet ist, ist mittels eines an einem Ringbund (28) und an der Kolbenstange (16) befestigten Rollbalges (30) nach unten abgeschlossen. Der Rollbalg (30) ist dabei von Spannbändern (32; 34) gehalten, die um die Kolbenstange (16) bzw. um den Ringbund (28) verlaufen. Der Anschlagpuffer (26) ist auf dem radial verlaufenden Abschnitt (36) des zylindrischen Gehäuses (12) abgestützt.The piston ( 14 ), which is provided with a seal ( 20 ), divides the cylindrical housing into an upper chamber ( 22 ) in the drawing and a lower chamber ( 24 ). The lower chamber ( 24 , in which a Ausfe der stop buffer ( 26 ) is arranged, is closed at the bottom by means of a bellows ( 30 ) attached to an annular collar ( 28 ) and on the piston rod ( 16 ). The bellows ( 30 ) is held by tensioning straps ( 32; 34 ) which run around the piston rod ( 16 ) or around the annular collar ( 28. ) The stop buffer ( 26 ) is supported on the radially extending section ( 36 ) of the cylindrical housing ( 12 ).

Die oberhalb des Kolbens (14) liegende Kammer (22) ist durch ein sepa­ rates Bauteil (38) unter Zwischenschaltung einer Dichtung (40) abge­ schlossen. Das separate Bauteil (38) ist unmittelbarer Bestandteil der Karosserie des Kraftfahrzeuges, z. B. ein deckel­ förmig gebogener Abschnitt des hinteren Radhauses, über den die Feder- und Dämpferkräfte in die Karosserie eingeleitet werden. Dabei sind in dem Bauteil (38) mehrere, über den Umfang des zylindrischen Gehäuses (12) verteilte Schrauben (42) vorgesehen, über die ein Ringflansch (44) befestigbar ist. Der Ringflansch (44) spannt dabei einen radial verlau­ fenden Bundabschnitt (46) des zylindrischen Gehäuses (12) gegen die Dichtung (40), die wiederum einen axial an den Bundab­ schnitt (46) anschließenden Ringabschnitt (48) U-förmig umschließt.The chamber ( 22 ) above the piston ( 14 ) is closed by a separate component ( 38 ) with the interposition of a seal ( 40 ). The separate component ( 38 ) is a direct part of the body of the motor vehicle, for. B. a lid-shaped section of the rear wheel house, via which the spring and damper forces are introduced into the body. A plurality of screws ( 42 ) distributed over the circumference of the cylindrical housing ( 12 ) are provided in the component ( 38 ), via which an annular flange ( 44 ) can be fastened. The ring flange ( 44 ) spans a radially-extending collar section ( 46 ) of the cylindrical housing ( 12 ) against the seal ( 40 ), which in turn cuts an axially to the Bundab ( 46 ) adjoining ring section ( 48 ) in a U-shape.

Die an dem Ringflansch (44) angeformten Befestigungsaugen (50) sind so gestaltet, daß zwischen den Schrauben (42) und den Befestigungsaugen (50) jeweils eine eine Körperschallverbindung ausschließender Ringraum (52) verbleibt. In diesen Ringraum ragt jeweils eine gummielastische, ringförmige Zwischenlage (54), über die mittels einer Beilagscheibe (56) und einer Schraubenmutter (58) der Ringflansch (44) bzw. das zylindrische Gehäuse (12) gegen das Bauteil (38) federnd nachgiebig spannbar ist. The integrally formed on the annular flange (44), fastening lugs (50) are designed so that between the screw (42) and the fastening lugs (50) each having a structure-borne noise connection exclusive annular space (52) remains. A rubber-elastic, ring-shaped intermediate layer ( 54 ) protrudes into this annular space, via which the ring flange ( 44 ) or the cylindrical housing ( 12 ) can be resiliently tensioned against the component ( 38 ) by means of a washer ( 56 ) and a screw nut ( 58 ) is.

Die Dichtung (40) ist an einen Einfeder-Anschlagpuffer (60) angeformt, der ebenfalls unmittelbar an dem Bauteil (38) abgestützt ist. In der Dichtung (40) ist ein Spannring (62) eingebettet, der eine hohe radia­ le Anpreßkraft der Dichtung (40) auf den Innenumfang des axialen Ringabschnittes (48) des zylindrischen Gehäuses (12) sicherstellt. Durch die Verwendung des Gummipuffers (60) mit Dichtung (40) ist das Bauteil (38) vollkommen abgedeckt, so daß an dessen Oberflächenqualität und Genauigkeit nur geringe Anforderungen zu stellen sind.The seal ( 40 ) is molded onto a single-spring stop buffer ( 60 ), which is also supported directly on the component ( 38 ). In the seal ( 40 ) a clamping ring ( 62 ) is embedded, which ensures a high radial pressure force of the seal ( 40 ) on the inner circumference of the axial ring portion ( 48 ) of the cylindrical housing ( 12 ). By using the rubber buffer ( 60 ) with seal ( 40 ), the component ( 38 ) is completely covered, so that only minimal demands are made of its surface quality and accuracy.

Die Feder-Dämpfer-Einheit (10) ist an der durch den Pfeil (64) darge­ stellten Stelle mit einer Druckluftquelle über ein entsprechendes Steuerventil verbunden, so daß die beiden Kammern (22; 24) einem ent­ sprechenden Gasdruck aussetzbar sind. In den Kolben (14) sind - schema­ tisch angedeutet - Überströmdrosseln (66; 68) vorgesehen, die die Dämpfungscharakteristik der Feder-Dämpfer-Einheit (10) mitbestimmen. Die Tragkraft des Federelementes wird durch den Gasdruck bestimmt.The spring-damper unit ( 10 ) is at the point represented by the arrow ( 64 ) Darge connected to a compressed air source via a corresponding control valve, so that the two chambers ( 22; 24 ) can be exposed to a corresponding gas pressure. In the piston ( 14 ) - schematically indicated - overflow throttles ( 66; 68 ) are provided, which determine the damping characteristics of the spring-damper unit ( 10 ). The load capacity of the spring element is determined by the gas pressure.

Die Fig. 2 zeigt eine weitere Feder-Dämpfer-Einheit (10) mit im wesentlichen der gleichen Bauart wie vorstehend beschrieben. Gleiche Teile sind mit gleichem Bezugszeichen versehen. Es werden nur die wesentlichen Unter­ schiede im Vergleich zur Fig. 1 beschrieben. Fig. 2 shows a further spring-damper unit ( 10 ) with essentially the same design as described above. The same parts are provided with the same reference symbols. Only the essential differences are described in comparison to FIG. 1.

Dabei ist das zylindrische Gehäuse (12′) durch ein glattwandiges Rohr (70) gebildet, welches nach unten durch einen Ringdeckel (72) abge­ schlossen ist. Der Ringdeckel (72) weist einen axialen Abschnitt (74) auf, auf dem der Rollbalg (30) befestigt ist. An den Ringdeckel (72) sind Befestigungsaugen (76) angeformt, über die mittels langer Schrau­ ben (78) das zylindrische Gehäuse (12′) wie vorstehend beschrieben mit dem separaten Bauteil (38) verbunden ist. Der Ringdeckel (72) ist mit dem Rohr (70) durch Elektronenstrahlschweißen dicht verbunden. Es könnte jedoch auch eine Dichtung (40) wie am entgegengesetzten Ende des Rohres (70) verwendet sein.The cylindrical housing ( 12 ' ) is formed by a smooth-walled tube ( 70 ) which is closed down by an annular cover ( 72 ). The ring cover ( 72 ) has an axial section ( 74 ) on which the bellows ( 30 ) is attached. On the ring cover ( 72 ) mounting eyes ( 76 ) are formed, via which ben by means of long screws ( 78 ), the cylindrical housing ( 12 ' ) is connected as described above with the separate component ( 38 ). The ring cover ( 72 ) is tightly connected to the tube ( 70 ) by electron beam welding. However, a seal ( 40 ) could be used as at the opposite end of the tube ( 70 ).

Claims (10)

1. Pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit für Kraftfahrzeuge, mit einem zylindrischen Gehäuse und einem in diesem Gehäuse verschiebbar ge­ führten Kolben mit einer Kolbenstange, wobei der Kolben das Ge­ häuse in eine beim Einfedern kleiner werdende, vom Gehäuse um­ schlossene Kammer und eine beim Einfedern größer werdende, von einem Rollbalg abgeschlossene Kammer unterteilt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (12) auf der dem Rollbalg (30) und der Kolbenstange (16) abgewandten Seite offen ausgebildet und durch ein Karosserie-Bauteil (38) des Kraftfahrzeuges unter Zwischenschaltung einer Dichtung (40) abgeschlossen ist, wobei das zylindrische Gehäuse (12) federnd nachgiebig mit dem Karosserie- Bauteil (38) verbunden ist.1. Pneumatic spring-damper unit for motor vehicles, with a cylindrical housing and a displaceably in this housing guided piston with a piston rod, the piston housing in a smaller and smaller by compression, from the housing to a closed chamber and one by compression Increasing, closed by a bellows chamber divided, characterized in that the cylindrical housing ( 12 ) on the side facing away from the roller bellows ( 30 ) and the piston rod ( 16 ) open and formed by a body component ( 38 ) of the motor vehicle under Interposition of a seal ( 40 ) is completed, the cylindrical housing ( 12 ) being resiliently connected to the body component ( 38 ). 2. Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Seite des zylindrischen Gehäuses (12) mit einem radial verlaufenden Bundabschnitt (46) versehen ist, an dem ein Ring­ flansch (44) zur Befestigung des zylindrischen Gehäuses (12) am Karosserie-Bauteil (38) angreift.2. Spring-damper unit according to claim 1, characterized in that the open side of the cylindrical housing ( 12 ) is provided with a radially extending collar portion ( 46 ) on which an annular flange ( 44 ) for fastening the cylindrical housing ( 12 ) on the body component ( 38 ). 3. Feder-Dämpfer-Einheit nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen Ringflansch (44) und Befestigungs­ mitteln (Schrauben 42) elastische Zwischenlagen (54) vorgesehen sind.3. Spring-damper unit according to claims 1 and 2, characterized in that between the annular flange ( 44 ) and fastening means (screws 42 ) elastic intermediate layers ( 54 ) are provided. 4. Feder-Dämpfer-Einheit nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (40) ein die Stirnseite des zylindrischen Gehäuses (12) umschließender Dichtring ist.4. Spring-damper unit according to claims 1-3, characterized in that the seal ( 40 ) is an end face of the cylindrical housing ( 12 ) surrounding the sealing ring. 5. Feder-Dämpfer-Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (40) mit ra­ dialer Vorspannung am Innenumfang des zylindrischen Gehäuses (12) anliegt. 5. Spring-damper unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the seal ( 40 ) with ra dialer bias on the inner circumference of the cylindrical housing ( 12 ). 6. Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Dichtung (40) ein die radiale Vorspannung erhöhender Spannring (62) vorgesehen, insbesondere in diese eingebettet ist.6. Spring-damper unit according to claim 5, characterized in that on the seal ( 40 ) a radial prestressing clamping ring ( 62 ) is provided, in particular embedded therein. 7. Feder-Dämpfer-Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Seite des zylin­ drischen Gehäuses (12) stufenförmig mit einem axial an den Bundab­ schnitt (46) anschließenden Ringabschnitt (48) ausgebildet ist und daß die Dichtung (40) diesen Ringabschnitt (48) U-förmig um­ schließt.7. Spring-damper unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the open side of the cylindrical housing ( 12 ) is step-shaped with an axially cut to the Bundab ( 46 ) adjoining ring portion ( 48 ) and that Seal ( 40 ) closes this ring section ( 48 ) in a U-shape. 8. Feder-Dämpfer-Einheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (40) ein­ stückig mit einem mit dem Kolben (14) zusammenwirkenden Einfeder- Anschlagpuffer (60) ausgebildet ist.8. Spring-damper unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the seal ( 40 ) is integrally formed with a with the piston ( 14 ) cooperating single-spring stop buffer ( 60 ). 9. Feder-Dämpfer-Einheit nach einem oder mehreren der Ansprüche 1- 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Gehäuse (12′) durch ein glattwandiges Rohr (70) gebildet ist, an das auf der dem Rollbalg (30) zugewandten Seite ein den Rollbalg tragender Ringdeckel (72) angeschlossen ist.9. Spring-damper unit according to one or more of claims 1- 8, characterized in that the cylindrical housing ( 12 ' ) is formed by a smooth-walled tube ( 70 ), on the side facing the rolling bellows ( 30 ) the bellows-carrying ring cover ( 72 ) is connected. 10. Feder-Dämpfer-Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ringdeckel (72) Befestigungsaugen (76) zur Befestigung des zylindrischen Gehäuses (12′) an dem Karosserie-Bauteil (38) ange­ formt sind.10. Spring-damper unit according to claim 9, characterized in that on the ring cover ( 72 ) fastening eyes ( 76 ) for fastening the cylindrical housing ( 12 ' ) on the body component ( 38 ) are formed.
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