DE102009022063A1

DE102009022063A1 - Schwingungsdämpfer mit einer Elastomeranschlagfeder

Info

Publication number: DE102009022063A1
Application number: DE102009022063A
Authority: DE
Inventors: Günther Handke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2010-11-25

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend eine Kolbenstange, die axial beweglich in einem Zylinder gelagert ist, wobei ortsfest zur Kolbenstange in einem Haltetopf eine Elastomeranschlagfeder befestigt ist, die ab einer definierten Einfahrposition der Kolbenstange auf einer zylinderseitigen Anschlagfläche am kolbenstangenaustrittseitigen Ende des Zylinders zur Anlage kommt und dabei axial gestaucht wird und radial aufgeweitet wird, wobei der Haltetopf einen größeren Innendurchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der stirnseitigen Anschlagfläche und ab einer definierten Einfahrposition in axialer Überdeckung mit einer äußeren Mantelfläche des Zylinders kommt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einer Elastomeranschlagfeder gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die DE 103 59 638 B3 offenbart einen Schwingungsdämpfer mit einer Kolbenstange, zu der ortsfest eine Elastomeranschlagfeder angeordnet ist. Ab einer definierten Einfahrposition der Kolbenstange kommt die Elastomeranschlagfeder auf einer stirnseitigen Anschlagfläche eines Zylinders zur Anlage und wird dabei axial gestaucht und radial aufgeweitet. Gehalten wird die zylindrische Elastomeranschlagfeder von einem Haltetopf, an dessen Boden sich die Elastomerfeder axial abstützt. Eine Formschlussverbindung dient zur Sicherung gegen ungewolltes Lösen aus dem Haltetopf.
Die stirnseitige Anschlagfläche wird häufig von einer Anschlagkappe gebildet, die auf das kolbenstangenausfahrseitige Ende des Zylinders aufgesteckt ist. Ggf. kann die Anschlagkappe auch weitere Funktionen übernehmen, z. B. die axiale Sicherung eines Kolbenstangenschutzes.
Durch eine Profilierung der Anschlagfeder kann eine gezielte Kraftkennlinie der Elastomeranschlagfeder erreicht werden. Die Grenze der radialen Aufweitbarkeit der Elastomeranschlagfeder bestimmt auch die maximalen Kräfte. Bei besonders großen Anforderungen an die Federkräfte müssen entsprechend große Federn verwendet werden, für die jedoch eine tiefgreifende Umkonstruktion der Anbindung des Haltetopfs zur Kolbenstange notwendig wäre.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schwingungsdämpfer derart weiter zu entwickeln, dass mit einer kompakten Elastomeranschlagfeder noch größere Federkraft erreichbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Haltetopf einen größeren Innendurchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der stirnseitigen Anschlagfläche und ab einer definierten Einfahrposition in axialer Überdeckung mit einer äußeren Mantelfläche des Zylinders kommt.
Der Haltetopf, die zylinderseitige Anschlagfläche und die Kolbenstangekammern die Elastomeranschlagfeder ab der einsetzenden axialen Überdeckung des Haltetopfs ein, so dass die radiale Aufweitung der Elastomeranschlagfeder unterbunden ist. Folglich muss das Volumen der Elastomeranschlagfeder komprimiert werden, das zu einem deutlichen Federkraftanstieg führt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Anschlagfläche von einer Anschlagkappe gebildet. Die Anschlagkappe schützt die verwendete Kolbenstangendichtung und sorgt für eine große Ebene Anschlagfläche. Des Weiteren kann die Geometrie der Anschlagfläche einfacher variabel gehalten werden, als wenn man die Anschlagfläche und den Überdeckungsbereich mit dem Haltetopf direkt vom äußeren Zylinder des Schwingungsdämpfers bilden lässt.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist die Anschlagkappe ausgehend von der Anschlagfläche im Bereich der maximalen Überdeckung mit dem Haltetopf einen kleineren Außendurchmesser auf als in dem sich dem Überdeckungsbereich anschließenden Längenabschnitt.
Der in der Wandstärke reduzierte Überdeckungsbereich wird bei der Kompression der Elastomeranschlagfeder nicht belastet, da sich die Elastomeranschlagfeder auschließlich auf der Anschlagfeder axial abstützt. Der sich der Anschlagfläche anschließende Hülsenabschnitt der Anschlagkappe muss keine Druckkräfte aufnehmen, da sich die Anschlagfläche auf der Stirnfläche des Zylinders abstützt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das in Richtung der Anschlagfläche weisendes Ende des Haltetopfs am Übergang einer Innenwandung zur Stirnseite eine Zentrierprofilierung aufweist.
Um jegliche Belastung von dem Hülsenabschnitt der Anschlagkappe auszuschließen, liegt in der maximalen Einfahrposition der Kolbenstange ein axialer Abstand zwischen der Stirnseite des Haltetopfs und der Anschlagkappe vor.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer mit einer Elastomeranschlagfeder vor dem Einsetzen der Anschlagfunktion
2 Schwingungsdämpfer nach 1 im Bereich der komprimierten Elastomeranschlagfeder
Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 mit einem äußeren Zylinder 3 in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich gelagert ist. Der konkrete innere Aufbau des Schwingungsdämpfers 1 ist für die Erfindung ohne Bedeutung. Auf einem kolbenstangenaustrittsseitigen Ende des Zylinders 3 mit seiner Stirnfläche 7 ist eine Anschlagkappe 9 mittels einer Presspassung fixiert. Die Anschlagkappe besteht bevorzugt aus einem Kunststoff.
Ortsfest zu der Kolbenstange ist über eine nur teilweise dargestellte Lagerung 11 ein Haltetopf 13 angeordnet, der folglich jede Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange synchron mitausführt. Der Haltetopf 13 kann einen Ringsteg 15 aufweisen, der als Federteller für eine nicht dargestellte Tragfeder dient. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Haltetopf 13 zweiteilig ausgeführt. Eine Hülse 17 mit dem Ringsteg 15 wird von einem ersten Bauteil und eine Scheibe 19 mit einem tiefgezogenen bildet einen Boden 21. Beide Teile sind derart verbunden, dass sie sich während der Lebensdauer des Schwingungsdämpfers nicht lösen.
Die Hülse 17 und der Boden 21 halten eine kompressible Elastomeranschlagfeder 23. Axial stützt sich die Elastomeranschlagfeder an dem Boden 21 ab. Die Zentrierung der Elastomeranschlagfeder 23 übernimmt die Hülse 17. In der 1 ist die Elastomeranschlagfeder 23 noch nicht wirksam, wie aus dem bestehenden axialen Abstand zwischen der Elastomeranschlagfeder 23 und einer an der Anschlagkappe 9 ausgeführten zylinderseitigen Anschlagfläche 25 erkennbar ist. Folglich ist die Elastomeranschlagfeder 23 weder axial gestaucht noch radial aufgeweitet.
Die 2 zeigt den Schwingungsdämpfer 1 in einer Einfahrposition der Kolbenstange 5, bei die Elastomeranschlagfeder 23 wirksam ist. Es ist erkennbar, dass der Haltetopf 13 bzw. die Hülse 17 einen größeren Innendurchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der stirnseitigen Anschlagfläche 25 und ab einer definierten Einfahrposition in axialer Überdeckung 27 mit einer äußeren Mantelfläche 29 des Zylinders 3 kommt. Der Innendurchmesser des Haltetopfs 13 muss nicht über den gesamten Bereich der Hülse 17 größer sein als der Außendurchmesser, sondern nur auf der Länge des besagten Überdeckungsbereichs 27.
Der Größenunterschied zwischen der Hülse 17 und der Anschlagfläche 25 wird dadurch erreicht, dass die Anschlagkappe 9 ausgehend von der Anschlagfläche 25 im Bereich der maximalen Überdeckung mit dem Haltetopf 13 einen kleineren Außendurchmesser aufweist als in dem sich dem Überdeckungsbereich 27 anschließenden Längenabschnitt 29. Letztlich wurde an der Anschlagkappe 9 ein Absatz in der Länge des vorgesehenen Überdeckungsbereichs 27 und einem Zuschlagsmaß für etwaige Längentoleranzen der beteiligten Bauteile ausgeführt.
Wie weiter aus der 2 erkennbar ist, weist das in Richtung der Anschlagfläche 25 weisendes Ende des Haltetopfs 13 am Übergang einer Innenwandung 31 der Hülse 17 zur Stirnseite eine Zentrierprofilierung 33 auf. Bei einem ungewollten Schiefstand des Haltetopfs 13 zur Anschlagkappe 9 gleitet die Zentrierprofilierung 33 an der Anschlagfläche 25 ab und richtet damit den Haltetopf sicher 13 aus.
Wenn sich die Innenwandung 31 der Hülse 17 mit der äußeren Mantelfläche der Anschlagkappe 9 überdeckt, dann kann sich die Elastomeranschlagfeder 23 nicht radial aufweiten, sondern muss innerhalb von dem bei der Einfahrbewegung sich verkürzendem Ringraum zwischen der Hülse 17 und der Kolbenstange 5 komprimiert werden, wodurch eine deutlich größere Federwirkung erreicht wird.
Auch bei maximaler Einfahrposition der Kolbenstange 5 liegt ein axialer Abstand 35 zwischen der Stirnseite des Haltetopfs 13 und der Anschlagkappe 9 vor, so dass der Längenabschnitt 29 keiner axialen Belastung durch den Haltetopf 13 und damit der Belastung durch die Kolbenstange 5 ausgesetzt ist.

1: Schwingungsdämpfer
3: Äußerer Zylinder
5: Kolbenstange
7: Stirnfläche
9: Anschlagkappe
11: Lagerung
13: Haltetopf
15: Ringsteg
17: Hülse
19: Scheibe
21: Boden
23: Elastomeranschlagfeder
25: Anschlagfläche
27: Überdeckungsbereichs
29: Längenabschnitt der Anschlagkappe
31: Innenwandung
33: Zentrierprofilierung
35: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10359638 B3 [0002]

Claims

Schwingungsdämpfer (1), umfassend eine Kolbenstange (5), die axial beweglich in einem Zylinder (3) gelagert ist, wobei ortsfest zur Kolbenstange (5) in einem Haltetopf (13) eine Elastomeranschlagfeder (23) befestigt ist, die ab einer definierten Einfahrposition der Kolbenstange (5) auf einer zylinderseitigen Anschlagfläche (25) am kolbenstangenaustrittseitigen Ende des Zylinders (3) zur Anlage kommt und dabei axial gestaucht wird und radial aufgeweitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltetopf (13) einen größeren Innendurchmesser aufweist, als der Außendurchmesser der stirnseitigen Anschlagfläche (25) und ab einer definierten Einfahrposition in axialer Überdeckung mit einer äußeren Mantelfläche des Zylinders (3) kommt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (25) von einer Anschlagkappe (9) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagkappe (9) ausgehend von der Anschlagfläche (25) im Bereich der maximalen Überdeckung (27) mit dem Haltetopf (13) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als in dem sich dem Überdeckungsbereich anschließenden Längenabschnitt (29).
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in Richtung der Anschlagfläche (25) weisendes Ende des Haltetopfs (13) am Übergang einer Innenwandung (31) zur Stirnseite eine Zentrierprofilierung (33) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der maximalen Einfahrposition der Kolbenstange (5) ein axialer Abstand (35) zwischen der Stirnseite des Haltetopfs (13) und der Anschlagkappe (9) vorliegt.