DE102005004956A1 - Bypass-optimized shock absorber piston - Google Patents
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Abstract
Stoßdämpferkolbenanordnung zur Verringerung einer Toleranzanfälligkeit insbesondere einer Bypassfunktionseigenschaft eines Stoßdämpfers, umfassend wenigstens einen Kolben mit wenigstens einer Fluiddurchströmungsöffnung (401), deren Querschnittsfläche an wenigstens einer Stirnseite des Kolbens mit einer Abdeckung (404) teilweise überdeckt ist, wobei ein Rand (403) der Abdeckung (404) die Querschnittsfläche in einen abgedeckten Überdeckungsbereich und wenigstens einen zungenförmigen offenen, gegenüber dem Überdeckungsbereich flächenkleineren Bypassbereich (405) teilt, der eine Bypassöffnung (405) mit einer zumindest in etwa senkrecht zur Stirnseite ausgerichteten Durchtrittsrichtung bildet.Shock absorber piston arrangement for reducing a susceptibility to tolerances, in particular a bypass function property of a shock absorber, comprising at least one piston with at least one fluid flow opening (401) whose cross-sectional area is partially covered on at least one end side of the piston with a cover (404), wherein a rim (403) of the cover (403) 404) divides the cross-sectional area into a covered covering area and at least one tongue-shaped open bypass area (405) which is smaller in area than the covering area and forms a bypass opening (405) with a passage direction oriented at least approximately perpendicular to the end face.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stoßdämpferkolbenanordnung, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kolbens.The The invention relates to a shock absorber piston arrangement, and a method of manufacturing such a piston.
Es ist bekannt, eine permanente Bypassöffnung mit einem sichelförmigen Querschnitt zu bilden, indem eine Bohrung in einem Kolben durch eine Abdeckscheibe teilweise abgedeckt wird.It is known, a permanent bypass opening with a crescent-shaped cross-section form by placing a hole in a piston through a cover plate partially covered.
Des Weiteren ist es auch bekannt, in einer Kolbenoberfläche radial verlaufende Nuten unter einer Abdeckscheibe nach außen zu führen.Of Furthermore, it is also known to be radial in a piston surface extending grooves under a cover to the outside.
Außerdem ist bekannt, zur Bildung einer Bypassöffnung wenigstens ein Loch oder eine Aussparung in einer Abdeckscheibe vorzusehen.Besides that is known, at least one hole to form a bypass opening or to provide a recess in a cover plate.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Toleranzanfälligkeit insbesondere der Bypassfunktionseigenschaften eines Stoßdämpfers zu verringern. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine Genauigkeit einer Bypassöffnung zu erhöhen.task The present invention is susceptible to tolerance in particular the bypass function characteristics of a shock absorber reduce. Furthermore, it is an object of the invention, an accuracy a bypass opening to increase.
Diese Aufgabe wird durch eine Stoßdämpferkolbenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Kolben einer Stoßdämpferkolbenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12, durch einen Stoßdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kolbens mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüche angegeben.These Task is by a shock absorber piston assembly with the features of claim 1, by a piston of a shock absorber piston assembly with the features of claim 12, by a shock absorber with the features of claim 13 and by a method for manufacturing a piston having the features of claim 14 dissolved. advantageous Further developments and refinements are specified in the respective dependent claims.
Eine erfindungsgemäße Stoßdämpferkolbenanordnung umfasst wenigstens einen Kolben mit wenigstens einer Fluiddurchströmungsöffnung, deren Querschnittsfläche an wenigstens einer Stirnseite des Kolbens mit einer Abdeckung teilweise überdeckt ist, wobei ein Rand der Abdeckung die Querschnittsfläche in einen abgedeckten Überdeckungsbereich und wenigstens einen zungenförmigen offenen, gegenüber dem Überdeckungsbereich flächenkleineren Bypassbereich teilt, der eine Bypassöffnung mit einer zumindest in etwa senkrecht zur Stirnseite ausgerichteten Durchtrittsrichtung bildet.A Shock piston assembly according to the invention comprises at least one piston with at least one fluid flow opening, their cross-sectional area partially covered on at least one end face of the piston with a cover is, wherein an edge of the cover, the cross-sectional area in a Covered coverage area and at least one tongue-shaped open, opposite the coverage area area smaller Bypass area divides a bypass opening with an at least in approximately perpendicular to the front side aligned passage direction forms.
Bei der Stoßdämpferkolbenanordnung handelt es sich beispielsweise um eine Stoßdämpferkolbenanordnung in einer Maschine oder einem Fahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug. Des weiteren handelt es sich beispielsweise um eine Schwingungsdämpferanordnung.at the shock absorber piston assembly For example, it is a shock absorber piston assembly in one Machine or a vehicle, in particular in a motor vehicle. Furthermore, it is, for example, a vibration damper assembly.
Ein Grundriss der Querschnittsfläche im Überdeckungsbereich ist in seiner ersten Ausgestaltung beispielsweise in etwa rund. Dieser Grundriss kann jedoch auch elliptisch, rechteckig, polygonal oder allgemein unregelmäßig ausgestaltet sein. Vorzugsweise weist der Grundriss in etwa die Form des an einer Seite abgeflachten Kreises auf.One Floor plan of the cross-sectional area in the overlap area is in its first embodiment, for example, approximately round. However, this floor plan can also be elliptical, rectangular, polygonal or Generally irregular be. Preferably, the floor plan has approximately the shape of at one Side of flattened circle on.
Bei der Abdeckung handelt es sich beispielsweise um eine Scheibe. Vorzugsweise ist diese konzentrisch zum Kolben angeordnet. Insbesondere ermöglicht die Abdeckung aufgrund ihrer elastischen Materialeigenschaften eine Verformung, so dass unter Einwirkung eines Druckes eines Dämpfungsfluids eine wirksame Fluiddurchströmungsöffnung vergrößert werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Abdeckung einen runden Querschnitt auf. In weiteren Ausgestaltungen kann der Querschnitt jedoch auch eckig, elliptisch, polygonal oder allgemein unregelmäßig sein. Die Abdeckung ist dabei insbesondere so angeordnet, dass ein Rand der Abdeckung auf einem Teilabschnitt durch die Querschnittsfläche der Fluiddurchströmungsöffnung verläuft. Bei einer kreisrunden Abdeckung wird die Querschnittsfläche beispielsweise entlang eines Kreisbogens in den Überdeckungsbereich und den Bypassbereich geteilt. Entsprechend verläuft die Teilung bei anderen geometrischen Ausgestaltungen der Abdeckung.at the cover is, for example, a disk. Preferably this is arranged concentrically to the piston. In particular, the Cover due to their elastic material properties a Deformation, so that under the action of a pressure of a damping fluid a effective fluid flow opening can be increased can. In a preferred embodiment, the cover has a round cross section. In further embodiments, the cross section but also angular, elliptical, polygonal or generally irregular. The cover is arranged in particular so that an edge the cover on a section through the cross-sectional area of Fluid flow opening extends. at a circular cover, the cross-sectional area, for example along a circular arc in the covering area and the Bypass area divided. Accordingly, the division runs in others geometric designs of the cover.
Vorzugsweise bildet der zungenförmige Bypassbereich zumindest in etwa senkrecht zur Stirnseite einen lichten Durchtritt durch den Kolben. Eine Querschnittsfläche des Bypassbereiches weist vorzugsweise einen zungenförmigen oder fingerförmigen Grundriss auf. In einer ersten Variante kann eine Fluiddurchströmungsöffnung eine einzige Bypassöffnung aufweisen. In einer weiteren Variante können jedoch auch mehrere Bypassöffnungen vorgesehen sein. Die Querschnittsfläche der Fluiddurchströmungsöffnung weist somit beispielsweise in der ersten Variante eine Birnenform auf. In einer weiteren Variante weist die Querschnittsfläche beispielsweise eine Kreisform mit mehreren zungenförmigen Ausformungen auf. Schließlich können auch weitere Formen einer Fluiddurchströmungsöffnung vorgesehen sein. Beispielsweise kann diese rechteckig, insbesondere mit abgerundeten Ecken sein.Preferably forms the tongue-shaped Bypass area at least approximately perpendicular to the front side a clear Pass through the piston. A cross-sectional area of the bypass area has preferably a tongue-shaped or finger-shaped Floor plan. In a first variant, a fluid flow opening a only bypass opening exhibit. In a further variant, however, also several bypass openings be provided. The cross-sectional area of the fluid flow opening has thus, for example, in the first variant, a pear shape. In a further variant, the cross-sectional area, for example, a Circular shape with several tongue-shaped Formations on. After all can Other forms of a fluid flow opening may be provided. For example this can be rectangular, in particular with rounded corners.
Ein Flächenverhältnis von Bypassbereich zum Überdeckungsbereich ist vorzugsweise kleiner als 1. Besonders bevorzugt ist dieses Verhältnis deutlich kleiner als 1, beispielsweise in etwa 0,2 oder noch deutlich kleiner, beispielsweise zumindest bis hinab zu 1/1000. Bei Vorliegen mehrerer Bypassbereiche in einer Fluiddurchströmungsöffnung können die entsprechenden Bypassöffnungsflächen bei einer Bestimmung des Flächenverhältnisses zusammengezählt werden. In einer weiteren Variante können diese jedoch auch einzeln betrachtet werden.One Area ratio of Bypass area to cover area is preferably less than 1. This ratio is particularly preferred less than 1, for example about 0.2 or even smaller, for example, at least down to 1/1000. In the presence of several Bypass areas in a fluid flow port may include the corresponding bypass port areas a determination of the area ratio added together become. In a further variant, however, these can also be used individually to be viewed as.
Vorzugsweise wird gegenüber einer sichelförmigen Bypassöffnung ein Höhen-Breiten-Verhältnis verbessert. Insbesondere wird eine Beeinflussung der Bypassöffnungsfläche durch eine Toleranz der Abdeckung verringert. Des weiteren wird vorzugsweise eine Herstelltoleranz der Bypassöffnung insbesondere gegenüber anderen Methoden verringert. Daneben ist es vorzugsweise möglich, aufgrund der Verbesserungen Bypassöffnungen mit einer noch kleineren Querschnittsfläche herzustellen als es bislang ohne diese Maßnahmen möglich war.Preferably is opposite a crescent-shaped bypass opening a height-to-width ratio improved. In particular, an influence of the bypass opening area by a tolerance of the Cover reduced. Furthermore, preferably, a manufacturing tolerance the bypass opening in particular across from other methods decreased. In addition, it is preferably possible due to Improvements Bypass openings with an even smaller cross-sectional area than before without these measures possible was.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn ein Verhältnis von einer Höhe zu einer Breite des Bypassbereiches wenigstens 0,1, bevorzugt wenigstens 0,3 und besonders bevorzugt wenigstens 0,5 beträgt. Vorzugsweise wird eine Streuung der Bypassöffnungsflächen im Vergleich zu sichelförmigen Bypassöffnungen bei gleicher Fläche der entsprechenden Bypassöffnungen zumindest um den Faktor 2 bis 3 verringert. Beispielsweise wird dabei eine Streuung der Bypassöffnungsflächen bei einer Änderung des Breiten-Höhen-Verhältnisses von 0,025 auf 0,17 um den Faktor 2 bis 3 verringert.Especially is appropriate it if a relationship from a height to a width of the bypass region at least 0.1, preferably at least 0.3 and more preferably at least 0.5. Preferably, a Scattering of bypass opening surfaces in Compared to sickle-shaped bypass openings with the same area the corresponding bypass openings at least reduced by a factor of 2 to 3. For example thereby a scattering of the bypass opening surfaces a change of the latitude-highitude ratio decreased from 0.025 to 0.17 by a factor of 2 to 3.
Bevorzugt weist eine Querschnittsfläche des Bypassbereiches auf einem Teilumfang eine kreisbogenförmige, elliptische oder polygonale Kontur auf. Besonders bevorzugt umfasst dieser Teilumfang zumindest die Zungen- bzw. Fingerkuppe des Bypassbereiches.Prefers has a cross-sectional area the bypass area on a partial circumference of a circular arc, elliptical or polygonal contour. This partial extent particularly preferably comprises at least the tongue or fingertip of the bypass area.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Querschnittsfläche in einem wesentlichen Teil des Bypassbereiches, insbesondere auf einem gesamten Umfang außerhalb des Umfangsbereiches, der durch den Rand der Abdeckung gebildet ist, eine kreisbogenförmige, elliptische oder polygonale Kontur aufweist. Vorzugsweise entspricht die Kontur der Kontur eines mit einer hohen Präzision herstellbaren Werkzeuges. Der wesentliche Teil des Bypassbereiches erstreckt sich beispielsweise zumindest über eine Hälfte der Querschnittsfläche. Bevorzugt umfasst der wesentliche Bereich die Zungen- bzw. Fingerkuppe des Bypassbereiches.Of Furthermore, it is advantageous if the cross-sectional area in a essential part of the bypass area, in particular on an entire circumference outside the peripheral region formed by the edge of the cover is, a circular arc, having elliptical or polygonal contour. Preferably corresponds the contour of the contour of a tool that can be produced with high precision. The essential part of the bypass area extends, for example at least about a half the cross-sectional area. Preferably, the essential area comprises the tongue or fingertip of Bypass area.
Des Weiteren ist es besonders zweckmäßig, wenn sich die kreisbogenförmige, elliptische oder polygonale Kontur über wenigstens zwei Quadranten erstreckt. Entsprechend wird beispielsweise die Kontur eines Halbkreises oder die Kontur einer Halbellipse gebildet. In analoger Weise wird beispielsweise die Kontur eines halben Rechteckes gebildet. Entsprechend ist dies im allgemeinen polygonalen Fall zu verstehen.Of Furthermore, it is particularly useful if the arcuate, elliptical or polygonal contour over at least two quadrants. Accordingly, for example, the contour of a semicircle or formed the contour of a semi-ellipse. In an analogous way, for example, the Contour of half a rectangle formed. Accordingly, this is in general polygonal case to understand.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die durch den Kolben gebildete Kontur des Bypassbereiches, zumindest im Bereich der kreisbogenförmigen, elliptischen oder polygonalen Kontur, werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder Schleifbearbeitung eine Linienprofilformtoleranz von höchstens 5 μm, vorzugsweise 3 μm sowie besonders bevorzugt höchstens 1 μm auf. Insbesondere wird damit eine scharfdefinierte Kante der Bypassöffnung gebildet. Bezüglich einer Definition der Linienprofilformtoleranz wird im Rahmen der Offenbarung auf den Entwurf der Norm „Deutsche Norm Form- und Lagetolerierung", E DIN ISO 1101, verwiesen. Werkzeugfallend ist insbesondere so zu verstehen, dass der Kolben nach Bearbeitung beispielsweise mittels Präge- bzw. Kalibrierstempeln keinerlei weitere Nachbearbeitung eines Oberflächenmaßes erfährt. Vorzugsweise für eine weitere Verbesserung des werkzeugfallend bereitgestellten Oberflächenmaßes kann jedoch außerdem noch eine Läpp- oder Schleifbearbeitung erfolgen.In a preferred embodiment, the formed by the piston Contour of the bypass area, at least in the area of the circular arc, elliptical or polygonal contour, tool falling without a lapping or Grinding machining a line profile shape tolerance of at most 5 μm, preferably 3 μm as well most preferably at most 1 μm. In particular, a sharply defined edge of the bypass opening is thus formed. In terms of A definition of the line profile shape tolerance is used in the context of Revelation to the draft of the standard "German standard for shape and position tolerance", E DIN ISO 1101, directed. Tool falling is in particular to be understood that the piston after processing, for example by means of embossing or Kalibrierstempeln undergoes any further refinement of a surface measure. Preferably for one Further improvement of the tool falling provided surface size can however, as well another lapping or grinding done.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Stirnfläche des Kolbens zumindest in einer Umgebung des Bypassbereiches werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder eine Schleifbearbeitung eine besseren Flächenprofilformtoleranz aufweist als Stoßdämpferkolben, die den Bypass durch Anprägen einer Vertiefung in der Stirnfläche bereitstellen, insbesondere eine Flächenprofilformtoleranz von höchstens 10 μm, bevorzugt höchstens 5 μm sowie besonders bevorzugt höchstens 3 μm. Bezüglich der Definition einer Flächenprofilformtoleranz wird im Rahmen der Offenbarung auf den Entwurf der Norm „Deutsche Norm Form- und Lagetolerierung", E DIN ISO 1101, verwiesen.In a further embodiment it is provided that the end face of Piston at least in an environment of the bypass area tool falling without a lapping or an abrasive machining has a better surface profile tolerance as a shock absorber piston, the bypass by impressing a Depression in the face provide, in particular a surface profile shape tolerance of at most 10 μm, preferred at the most 5 μm and especially preferably at most 3 μm. Regarding the definition a surface profile shape tolerance is in the context of the disclosure to the draft standard "German Standard Shape and Position Tolerance ", E DIN ISO 1101, referenced.
Besonders bevorzugt weist die Stirnfläche des Kolbens in einem Übergangsbereich von der durch den Kolben gebildeten Kontur des Bypassbereiches zur Stirnfläche werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder eine Schleifbearbeitung einen scharfkantigen, insbesondere gratfreien Übergang auf. Bezüglich einer Definition von Scharfkantigkeit und Grat wird an dieser Stelle im Rahmen der Offenbarung auf die Norm „Werkstückkanten mit unbestimmter Form", DIN ISO 13715, verwiesen. Gemäß der Norm liegt somit ein Grat von höchstens 50 μm und/oder ein Abtrag von höchstens 50 μm vor. Vorzugsweise beträgt der Grat höchstens 25 μm und/oder der Abtrag höchstens 25 μm. Insbesondere ermöglicht dies eine bündige bzw. spaltfreie Auflage einer Abdeckung auf der Stirnfläche des Kolbens und eine präzise definierte Bypassöffnungsfläche.Especially Preferably, the end face of the Piston in a transition area from the contour of the bypass area formed by the piston face tool falling without a lapping or an abrasive machining a sharp-edged, in particular burr-free transition on. In terms of A definition of sharpness and burr will be given here within the scope of the disclosure to the standard "workpiece edges of indefinite shape", DIN ISO 13715, directed. According to the standard is thus a burr of at most 50 microns and / or a removal of at most 50 μm before. Preferably, the Burr at most 25 microns and / or the removal at most 25 μm. Especially allows this is a flush or gap-free support of a cover on the face of the Piston and a precise defined bypass opening area.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung genügt eine Maßtoleranz der durch den Kolben gebildeten Kontur des Bypassbereiches, zumindest im Bereich der kreisbogenförmigen, elliptischen oder polygonalen Kontur der IT6-Norm. Bezüglich einer Definition der IT6-Norm wird im Rahmen der Offenbarung auf die Norm DIN ISO 286 Teil 1 verwiesen.In a very particularly preferred embodiment is sufficient dimensional tolerance the contour of the bypass region formed by the piston, at least in the area of circular arc, elliptical or polygonal contour of the IT6 standard. Regarding one Definition of the IT6 standard is included in the disclosure to the standard Refer to DIN ISO 286 Part 1.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die gemäß einer der vorstehenden Varianten definierte Toleranz der kreisbogenförmigen Kontur im Bypassbereich, ausgehend von der Stirnseite, für jeden beliebigen Abstand von der Stirnseite bis zumindest zu einer Teillänge des Kolbens zumindest über eine Teillänge des Kolbens von wenigstens 0,1 mm einer Tiefe erfüllt ist. In einer ersten Variante kann somit vorgesehen sein, eine präzise Bearbeitung des Bypassbereiches lediglich auf einer Teillänge des Kolbens vorzunehmen. Insbesondere ermöglicht dies eine geringere mechanische Belastung eines zur Kalibrierung verwendeten Werkzeuges. Vorzugsweise werden dabei geringere Biege- oder Scherspannungen des Werkzeuges ermöglicht. In einer weiteren Variante kann hingegen des weiteren vorgesehen sein, die Toleranz über eine volle Länge des Kolbens einzuhalten. Vorzugsweise bildet die Kontur in einer Aufsicht auf den Kolben zumindest über die Teillänge eine scharfe Projektion der Kante der Kontur in die Tiefe des Kolbens.Especially is appropriate it, if that according to one the above variants defined tolerance of the circular arc contour in the bypass area, starting from the front, for each any distance from the front side to at least part of the length Piston over at least a partial length of the piston is satisfied by at least 0.1 mm of a depth. In a first variant can thus be provided, a precise processing the bypass area make only on a partial length of the piston. In particular, allows this is a lower mechanical load for calibration used tool. Preferably, smaller bending or shear stresses of the tool allows. In another variant On the other hand, the tolerance can be provided via a full length to comply with the piston. Preferably, the contour forms in a plan view at least over on the piston the partial length one sharp projection of the edge of the contour in the depth of the piston.
Insbesondere für eine besonders kostengünstige Herstellung ist vorgesehen, dass der Kolben aus einem Sintermetall hergestellt ist. Beispielsweise werden dazu eisen- oder leichtmetallhaltige Legierungen verwendet. Bevorzugt wird insbesondere für eine gute Kaltumformbarkeit eine kohlenstoffarme eisenhaltige Legierung verwendet, beispielsweise eine SintC10-Legierung. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass der Kolben als Stanzteil aus einer eisen- oder leichtmetallhaltigen Legierung hergestellt ist.Especially for one particularly cost-effective Manufacturing is provided that the piston is made of a sintered metal is made. For example, these are iron or light metal alloys used. Preference is given in particular to a good cold workability uses a low-carbon ferrous alloy, for example a SintC10 alloy. Furthermore, it can be provided that the piston as a stamped part of a ferrous or light metal-containing Alloy is made.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kolben einer Stoßdämpferkolbenanordnung gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen.The The invention further relates to a piston of a shock absorber piston assembly according to one of embodiments described above.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Stoßdämpfer, insbesondere eines Fahrzeuges, mit wenigstens einer Stoßdämpferkolbenanordnung gemäß einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen. Beispielsweise ist der Kolben in einem Einrohrstoßdämpfer an einer Kolbenstange in einem mit einem Dämpfungsfluid gefüllten Rohr in einer an sich bekannten Weise angeordnet. Des Weiteren können auch andere gebräuchliche Stoßdämpferanordnungen vorgesehen sein.Of Furthermore, the invention relates to a shock absorber, in particular a vehicle, with at least one shock absorber piston assembly according to a the above-described embodiments. For example, the piston in a one-tube shock absorber a piston rod in a tube filled with a damping fluid arranged in a manner known per se. Furthermore, you can also other common ones shock absorber assemblies be provided.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Verfahren zur Herstellung eines Kolbens, insbesondere eines Stoßdämpferkolbens für eine Stoßdämpferkolbenanordnung gemäß einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen, wobei in einem ersten Schritt aus einem sinterbaren Metall ein Grünling des Kolbens gepresst wird, in welchem dabei mittels wenigstens eines Pressdornes wenigstens eine Fluiddurchströmungsöffnung gebildet wird, deren Querschnittsfläche an wenigstens einer Stirnfläche des Kolbens wenigstens einen zungenförmigen Bypassbereich und einen, gegenüber dem Bypassbereich flächengrößeren zweiten Bereich aufweist, und in einem zweiten Schritt der Grünling zu einem Kolben fertig gesintert wird. Bevorzugt weist der Kolben danach eine Toleranz der Oberflächen, zumindest in einer Umgebung des Bypassbereiches, von in etwa 10 bis 40 μm auf.Finally, concerns the invention a method for producing a piston, in particular a shock absorber piston for one Shock absorber piston assembly according to a the above-described embodiments, wherein in a first step pressed from a sinterable metal, a green body of the piston is, in which case by means of at least one press mandrel at least a fluid flow opening is formed is, whose cross-sectional area on at least one end face of the piston at least one tongue-shaped bypass area and, across from the bypass area area larger second Has area, and in a second step the green compact to a piston is sintered ready. Preferably, the piston points afterwards a tolerance of the surfaces, at least in an environment of the bypass area, of about 10 up to 40 μm on.
In einem alternativen Herstellungsverfahren kann vorgesehen sein, einen Kolben, insbesondere einen Stoßdämpferkolben für eine Stoßdämpferkolbenanordnung gemäß einer der vorbeschriebenen Ausgestaltungen, aus einem Rohling, insbesondere aus einer leichtmetall- oder eisenhaltigen Legierung, zu stanzen, wobei mittels eines Stanzwerkzeuges wenigstens eine Fluiddurchströmungsöffnung gebildet wird, deren Querschnittsfläche an wenigstens einer Stirnfläche des Kolbens wenigstens einen zungenförmigen Bypassbereich und einen, gegenüber dem Bypassbereich flächengrößeren zweiten Bereich aufweist.In an alternative manufacturing method can be provided, a Piston, in particular a shock absorber piston for one Shock absorber piston assembly according to a the above-described embodiments, from a blank, in particular from a light metal or ferrous alloy, to punch, wherein formed by means of a punching tool at least one fluid flow opening is, whose cross-sectional area on at least one end face of the piston at least one tongue-shaped bypass area and, compared to the Bypass area area larger second Has area.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass mit einem Kalibrierwerkzeug eine Randkontur zumindest im Teilbereich des Bypassbereiches auf ein Endmaß kalibriert wird, die auf einem Teilumfang eine kreisbogenförmige, elliptische oder polygonale Kontur aufweist, wobei ein Kalibrierwerkzeugteil, ausgehend von der Stirnfläche, zumindest über einen Teilbereiche einer Kolbenhöhe in den Kolben eintaucht. Insbesondere wird dabei eine nach einem Sintervorgang vorliegende Oberflächenbeschaffenheit wesentlich verbessert.Prefers it is provided that with a calibration tool an edge contour calibrated to a final dimension at least in the partial area of the bypass area is on a partial circumference of a circular arc, elliptical or polygonal Contour, wherein a Kalibrierwerkzeugteil, starting from the face, at least about a subareas of a piston height immersed in the flask. In particular, one will after one Sintering process present surface texture significantly improved.
Bevorzugt wird als Pressdorn ein Profildorn verwendet. Beispielsweise ist der Profildorn mit Hilfe eines Drahterodierverfahrens hergestellt. Vorzugsweise lassen sich damit komplexe Geometrien eines Profildornes mit einer Genauigkeit von bevorzugt 10 μm, besonders bevorzugt 5 bis 10 μm, herstellen.Prefers is used as a press mandrel a profile mandrel. For example the profile mandrel produced by means of a wire EDM process. Preferably, this allows complex geometries of a profile mandrel with an accuracy of preferably 10 .mu.m, more preferably 5 bis 10 microns, produce.
Des Weiteren wird als Kalibrierwerkzeug vorzugsweise ein elliptischer, polygonaler oder eine runder Dorn verwendet. Ein Querschnitt des Dornes entspricht dabei vorzugsweise zumindest in einem Teilbereich dem Querschnitt des Bypassbereiches.Of Furthermore, the calibration tool is preferably an elliptical, used polygonal or a round thorn. A cross section of the Dornes corresponds preferably at least in a subarea the cross section of the bypass area.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Dorn in einer Bohrung in einem Stempel hochpräzise geführt, wobei eine Dorntoleranz höchstens 2 μm und eine Bohrungstoleranz zumindest im Falle eines Runddornes höchstens 2 μm betragen. Im Falle eines elliptischen oder polygonalen Dornes beträgt die Bohrungstoleranz wenigstens 10 μm, bevorzugt ebenfalls 2 μm. Insbesondere wird damit eine präzise Kalibrierung des Bypassbereiches ermöglicht.In In a preferred embodiment, the mandrel is in a bore in a stamp led high-precision, with a mandrel tolerance at most 2 μm and one Bore tolerance at least in the case of a round mandrel at most 2 microns. In the case of an elliptical or polygonal mandrel, the bore tolerance is at least 10 μm, preferably also 2 microns. In particular, this means a precise calibration of the bypass area allows.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Kalibrierwerkzeug wenigstens 0,1 mm tief in den Kolben eintaucht. Zugunsten einer geringeren Materialbeanspruchung, insbesondere durch Scher- oder Biegemomente, kann somit lediglich auf einer Teillänge des Kolbens die Bypassöffnung kalibriert werden. In einer anderen Ausgestaltung kann jedoch auch eine Kalibrierung der Bypassöffnung über eine gesamte Höhe des Kolbens erfolgen.It is particularly expedient if the calibration tool dips at least 0.1 mm deep into the piston. In favor of a lower material stress, in particular by shear or bending torques, the bypass opening can thus only be calibrated over a partial length of the piston. In another embodiment, however, can also be carried out a calibration of the bypass opening over an entire height of the piston.
Insbesondere zur Verbesserung einer Flächenprofilformtoleranz des Kolbens ist vorgesehen, dass mit einem Kalibrierstempel die Stirnfläche des Kolbens auf ein Endmaß kalibriert wird. Vorzugsweise wird dadurch die Ebenheit des gesinterten Kolbens verbessert.Especially for improving a surface profile shape tolerance of the piston is provided that with a Kalibrierstempel the face of the piston calibrated to a gauge becomes. Preferably, this is the flatness of the sintered piston improved.
Besonders bevorzugt wird die durch den Kolben gebildete Kontur des Bypassbereiches, zumindest im Bereich der kreisbogenförmigen, elliptischen oder polygonalen Kontur, werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder Schleifbearbeitung auf eine Linienprofilformtoleranz von höchstens 5 μm, bevorzugt höchstens 3 μm sowie besonders bevorzugt höchstens 1 μm kalibriert. Besonders bevorzugt ist nach einem Kalibriervorgang mittels des Kalibrierwerkzeuges bzw. eines Kalibrierstempels kein weiterer Bearbeitungsvorgang zur Verbesserung eines Oberflächenmaßes vorgesehen.Especially the contour of the bypass region formed by the piston is preferred, at least in the area of circular arc, elliptical or polygonal Contour, tool falling without lapping or grinding to a Linienprofilformtoleranz of at most 5 microns, preferably at most 3 μm as well most preferably at most 1 μm calibrated. Particularly preferred is after a calibration by means of Kalibrierwerkzeuges or a Kalibrierstempels no further processing intended to improve a surface measure.
Weiter bevorzugt wird ein scharfkantiger, insbesondere gratfreier, Übergangsbereich von der durch den Kolben gebildeten Kontur des Bypassbereiches zur Stirnfläche werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder Schleifbearbeitung in der Stirnfläche erzeugt. Bevorzugt ist der Übergang zumindest gemäß der Norm „Werkstückkanten mit unbestimmter Form" DIN ISO 13715, auf die im Rahmen der Offenbarung verwiesen wird, mit den darin beschriebenen Definitionen einer Scharfkantigkeit bzw. eines Grates scharfkantig. Gemäß der Norm liegt somit ein Grat von höchstens 50 μm und/oder ein Abtrag von höchstens 50 μm vor. Vorzugsweise beträgt der Grat höchstens 25 μm und/oder der Abtrag höchstens 25 μm.Further a sharp-edged, in particular burr-free, transition region is preferred from the contour of the bypass area formed by the piston face tool falling without a lapping or grinding machining in the face. Is preferred the transition at least according to the standard "workpiece edges with indeterminate shape "DIN ISO 13715 referred to in the disclosure the definitions of a sharp-edgedness or a burr sharp-edged. According to the standard is thus a burr of at most 50 microns and / or a removal of at most 50 μm before. Preferably the ridge at most 25 microns and / or the removal at most 25 μm.
Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Stirnfläche in einer Umgebung des Bypassbereiches werkzeugfallend ohne eine Läpp- oder Schleifbearbeitung auf eine Flächenprofil formtoleranz kalibriert wird, die besser ist als bei Stoßdämpferkolben, die den Bypass durch Anprägen einer Vertiefung in der Stirnfläche bereitstellen. Insbesondere wird die Stirnfläche im Bypassbereich mit einer Flächenprofilformtoleranz von höchstens 10 μm, bevorzugt höchstens 5 μm sowie besonders bevorzugt höchstens 3 μm kalibriert. Des weiteren werden vorzugsweise unkontrollierte Einzüge oder Materialverwerfungen vermieden, die bei einem Anprägen auftreten.Of Further, it is advantageous if the end face in an environment of the bypass area tool falling without a lapping or grinding is calibrated to a surface profile shape tolerance, which is better than with shock absorber pistons, the bypass by impressing a depression in the face provide. In particular, the end face in the bypass area with a Surface profile shape tolerance from at most 10 μm, preferred at most 5 microns and especially preferably at most 3 μm calibrated. Furthermore, preferably uncontrolled indents or Avoid material distortions that occur during an embossing.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Die Merkmale sind dort jeweils jedoch nicht auf die einzelnen Ausgestaltungen beschränkt. Vielmehr sind jeweils in der Beschreibung einschließlich der Figurenbeschreibung und den Figuren gezeigte Merkmale miteinander zur Weiterbildungen kombinierbar.in the The invention will be described in more detail below with reference to the drawings explained. The features are there but not on the individual configurations limited. Rather, respectively, in the description including the Character description and the figures shown features with each other combinable for further education.
Es zeigen:It demonstrate:
Der
in
Im
Unterschied zu den vorstehenden
Claims (23)
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