DE102012211988A1

DE102012211988A1 - Schwingungsdämpfer sowie Verfahren zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers

Info

Publication number: DE102012211988A1
Application number: DE201210211988
Authority: DE
Inventors: Thomas Thein; Joachim Ofner; Hassan Asadi; Rainer Schöpplein
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-01-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer mit einem endseitig offenen Zylinder 2 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers, dessen offenes Ende durch elektrisches Widerstandsschweißen mit einem Boden 1 verschlossen ist. Der Boden 1 ist topfartig ausgebildet, wobei der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand 4 des Bodens 1 axial auf den stirnseitigen, ringartigen Öffnungsrand 3 des Zylinders 2 aufgesetzt und mit dem ringartigen Öffnungsrand 3 des Zylinders 2 verschweißt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer mit einem endseitig offenen Zylinder sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers, dessen offenes Ende durch elektrisches Widerstandsschweißen mit einem Boden verschlossen ist.
Bei derartigen Schwingungsdämpfern ist es bekannt, den scheibenförmig ausgebildeten Boden stirnseitig auf den ringartigen Öffnungsrand des Zylinders aufzusetzen und durch elektrisches Widerstandsschweißen mit diesem zu verbinden.
Bei einer Zugbelastung auf den Boden wird die Schweißnaht ausgehend vom Innendurchmesser besonders insbesondere bei dynamischer Belastung hoch belastet, was zu Beschädigungen führen kann. Dies trifft insbesondere bei großen Durchmessern des Zylinders zu.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers zu schaffen, bei denen diese Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für einen Schwingungsdämpfer dadurch gelöst, dass der Boden topfartig ausgebildet ist, wobei der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand des Bodens axial auf den stirnseitigen, ringartigen Öffnungsrand des Zylinders aufgesetzt und mit dem ringartigen Öffnungsrand des Zylinders verschweißt ist.
Bei einer Zugbelastung auf dem Boden wird die Nahtstelle gleichmäßig über die gesamte Kontaktfläche belastet. Damit werden Beschädigungen aufgrund von ungleichmäßig starker Belastung der Schweißnaht vermieden.
Zur Vermeidung von Schweißspritzern in den Arbeitsraum des Zylinders ist es bekannt an der Innenwand des Zylinders eine radial umlaufende Nut auszubilden und in die Nut eine Ringdichtung einzusetzen, die ausschließlich die Funktion besitzt, die Schweißspritzer von dem Arbeitsraum des Zylinders fernzuhalten. Damit ist die Herstellung des Schwingungsdämpfers teuer. Schweißspritzer im Arbeitsraum können zu einem Funktionsausfall des Schwingungsdämpfers führen und müssen unbedingt vermieden werden.
Eine Bildung von Schweißspritzern im Arbeitsraum des Zylinders wird auf einfache und kostengünstige Weise dadurch vermieden, dass der Innendurchmesser des Topföffnungsrandes des Bodens vor dem Schweißvorgang geringer ist als der Innendurchmesser des Öffnungsrandes des Zylinders.
Dadurch entsteht beim Schweißen ein nach innen hervorstehender Rand am Boden, der beim Schweißvorgang axial in Längsrichtung des Rohres verdrängt wird und dabei die Nahtstelle nach innen unter einer kleinen Wulstbildung verschließt.
Weist der Topföffnungsrand des Bodens einen geringeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Öffnungsrandes des Zylinders auf, so kann es bei dem Schweißvorgang nicht zu einem Verklemmen des Topfteils des Bodens mit einer das Ende des Zylinders umschließenden Außenelektrode kommen.
Vorzugsweise ist der Boden durch ein Mittelfrequenzschweißverfahren mit dem Zylinder verschweißt, bei dem in hohem Maß eine Spritzerbildung vermieden wird.
Bezüglich eines Verfahrens zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers der oben beschriebenen Art kann der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand des topfartigen Bodens auf den stirnseitigen, ringartigen Öffnungsrand des Zylinders unter einer axialen Vorspannkraft aufgesetzt werden und anschließend Boden und Zylinder mit einem Schweißimpuls beaufschlagt werden.
Dadurch entsteht eine sich gleichmäßig über die gesamte Kontaktfläche erstreckende Nahtstelle, so dass Beschädigungen im Betrieb des Schwingungsdämpfers aufgrund von ungleichmäßig starker Belastung der Schweißnaht vermieden werden.
Dabei wird ohne zusätzliche Werkzeuge die axiale Vorspannkraft auf den Boden ausgeübt, wenn das mit dem Boden zu verschließende Ende des Zylinders von einer ringartigen ersten Elektrode umschlossen und die Außenseite des auf den Zylinder aufgesetzten Bodens von einer zweiten Elektrode mit der axialen Vorspannkraft beaufschlagt werden und anschließend unter Aufrechterhaltung der axialen Vorspannkraft Boden und Zylinder mit einem Schweißimpuls beaufschlagt werden. Dabei wird die Vorspannung auf den Boden vorzugsweise weitgehend konstant gehalten.
Vorzugsweise werden Boden und Zylinder mit einem Schweißimpuls eines Mittelfrequenzschweißverfahrens beaufschlagt, bei dem eine Spritzerbildung weitgehend vermieden wird.
Ebenfalls zur weitgehenden Vermeidung von Spritzerbildung kann der Stromanstieg und/oder der Stromabfall des Schweißimpulses des Mittelfrequenzschweißverfahrens geregelt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Längsschnitt von Zylinder und Boden im Bodenbereich eines Schwingungsdämpfers
2 den Bodenbereich des Schwingungsdämpfers nach 1 im Schweißprozess.
In 1 ist das mit dem Boden 1 zu verbindende Ende eines Zylinders 2 eines Schwingungsdämpfers in noch nicht miteinander verbundenem Zustand dargestellt.
Der stirnseitige, ringartige Öffnungsrand 3 des Zylinders geht an seinem radial inneren Bereich mit einem Radius in die Innenwand des Zylinders 2 über.
Dem Öffnungsrand 3 koaxial liegt der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand 4 des topfartig ausgebildeten Bodens 1 gegenüber.
Der Innendurchmesser der Topföffnungsrandes 4 ist geringer als der Innendurchmesser des Öffnungsrandes 3 des Zylinders 2.
Durch eine stufige Außendurchmesserreduzierung am freien Ende der Topfwandung 5 weist auch der Topföffnungsrand 4 des Bodens 1 einen geringeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Öffnungsrandes 3 auf.
Wie in 2 mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, wird das freie Ende des Zylinders von einer ringartigen Schweißelektrode 6 fest umschlossen.
Topföffnungsrand 4 und Öffnungsrand 3 besitzen derartige Innen- und Außendurchmesser, dass Topföffnungsrand 4 und Öffnungsrand 3 sich teilweise überdecken, so dass der Boden 1 mit seinem Topföffnungsrand 4 auf den Öffnungsrand 3 koaxial aufgesetzt werden kann.
Nach dem Aufsetzen des Bodens 1 auf den Zylinder 2 wird eine weitere Schweißelektrode 7 mit einer der axialen Außenkontur des Bodens 1 entsprechenden Kavität 8 auf den Boden 1 diesen teilweise aufnehmend aufgesetzt und mit einer bestimmten axialen Vorspannkraft gegen den Zylinder 2 beaufschlagt.
Unter Aufrechterhaltung der axialen Vorspannkraft werden nun Zylinder 2 und Boden 1 durch die Schweißelektroden 6, 7 mit einem Schweißimpuls eines Mittelfrequenzschweißverfahrens beaufschlagt, durch den der Öffnungsrand 3 und der Topföffnungsrand 4 sich verflüssigen und miteinander verschweißen.
Dabei wird durch die axiale Vorspannkraft von der weiteren Elektrode der Boden 1 auf den Zylinder 2 zu bewegt (mit unterbrochener Linie dargestellt), wobei aufgrund des geringeren Innendurchmessers des Topföffnungsrandes 4 des Bodens 1 gegenüber dem Öffnungsrand 3 des Zylinders 2 ein radial umlaufender Wulst 9 an dem radial inneren Bereich der Schweißnahtstelle entsteht, der den Anlagebereich von Topföffnungsrand 4 und Öffnungsrand 3 abdeckt und dadurch ein Eindringen von Schweißspritzern in das Innere des Zylinders 2 verhindert.
Bezugszeichenliste

1: Boden
2: Zylinder
3: Öffnungsrand
4: Topföffnungsrand
5: Topfwandung
6: ringartige Schweißelektrode
7: weitere Schweißelektrode
8: Kavität
9: Wulst

Claims

Schwingungsdämpfer mit einem endseitig offenen Zylinder, dessen offenes Ende durch elektrisches Widerstandsschweißen mit einem Boden verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (1) topfartig ausgebildet ist, wobei der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand (4) des Bodens (1) axial auf den stirnseitigen, ringartigen Öffnungsrand (3) des Zylinders (2) aufgesetzt und mit dem ringartigen Öffnungsrand (3) des Zylinders (2) verschweißt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Topföffnungsrandes (4) des Bodens (1) geringer ist als der Innendurchmesser des Öffnungsrandes (3) des Zylinders (2).
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Topföffnungsrand (4) des Bodens (1) einen geringeren Außendurchmesser als den Außendurchmesser des Öffnungsrandes (3) des Zylinders (2) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (1) durch ein Mittelfrequenzschweißverfahren mit dem Zylinder (2) verschweißt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Schwingungsdämpfers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige, ringartige Topföffnungsrand (4) des topfartigen Bodens (1) auf den stirnseitigen, ringartigen Öffnungsrand (3) des Zylinders (2) unter einer axialen Vorspannkraft aufgesetzt wird und anschließend Boden (1) und Zylinder (2) mit einem Schweißimpuls beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Boden (1) zu verschließende Ende des Zylinders (2) von einer ringartigen ersten Elektrode (6) umschlossen und die Außenseite des auf den Zylinder (2) aufgesetzten Bodens (1) von einer zweiten Elektrode (7) mit der axialen Vorspannkraft beaufschlagt werden und anschließend unter Aufrechterhaltung der axialen Vorspannkraft Boden (1) und Zylinder (2) mit einem Schweißimpuls beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Boden (1) und Zylinder (2) mit einem Schweißimpuls eines Mittelfrequenzschweißverfahrens beaufschlagt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stromanstieg und/oder der Stromabfall des Schweißimpulses des Mittelfrequenzschweißverfahrens geregelt werden.