DE102018220123A1

DE102018220123A1 - Dämpferkolben für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102018220123A1
Application number: DE102018220123.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schuchardt; Eberhard Simon; Andreas Väth; Harun Tucovic; Barbara Ester; Artur Schell; Wilhelm-Heinrich Broocks
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Dämpferkolben 1 für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, umfassend einen Kolbenkörper 2 mit einer mittig ausgeführten Aufnahmebohrung 3 zur Aufnahme einer Kolbenstange, sowie mit einem innerhalb der Aufnahmebohrung 3 angeordneten und fest mit dem Kolbenkörper 2 verbundenem Verstärkungsbauteil 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsbauteil 4 und der Kolbenkörper 2 formschlüssig untrennbar axialfest und verdrehsicher miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpferkolben für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.
Gattungsbildende Dämpferkolben sind hinlänglich bekannt. Die DE 103 34 205 A1 offenbart beispielsweise einen Dämpferkolben, welcher einen aus einem Kunststoff hergestellten Kolbenkörper umfasst. Die radial mittig ausgeführte Aufnahmebohrung für die Kolbenstange ist durch ein aus Metall ausgeführtes Verstärkungsbauteil verstärkt, welches von dem Kolbenkörper radial umschlossen ist. Durch einen ringförmigen radialen Vorsprung, welcher radial in den Kolbenkörper hineinragt wird der Kolbenkörper an dem Verstärkungsbauteil gegen eine axiale Relativbewegung gesichert.
Das verstärkungsbauteil ist Zylinderförmig ausgeführt.
Nachteilig bei der gemäß DE 103 34 205 A1 ausgeführten Konstruktion ist, dass die Schnittstelle zwischen dem aus Kunststoff ausgeführten Kolbenkörper und dem aus Metall hergestellten Verstärkungsbauteil nicht unter allen Betriebsbedingungen dauerhaltbar ist. Aufgrund unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der beiden verwendeten Werkstoffe in Verbindung mit einer hohen axialen Belastung führen zum Lösen des Kolbenkörpers von dem Verstärkungsbauteil. Beim Lenken des Kraftfahrzeugs wirkt bei den Kraftfahrzeugschwingungsdämpfern, durch die Abstützung des Dämpferkolbens an der Zylinderwand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers ein Moment auf den Kolbenkörper, welcher eine Verdrehung des Kolbenkörpers gegenüber dem Verstärkungsbauteil und somit auch gegenüber der Kolbenstange. Dieser Effekt wirkt sich negativ auf die Dämpfkraftcharakteristik aus und ist unbedingt zu vermeiden.
Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin einen alternativen Dämpferkolben mit einem aus Kunststoff ausgeführtem Kolbenkörper anzugeben, welcher sowohl eine relative Axialbewegung als auch eine relative Verdrehbewegung des Kolbenkörpers zu dem verstärkungsbauteil verhindert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gemäß dem Patentanspruch 1 ausgeführten Dämpferkolben gelöst.
Weitere vorteilhaften Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen, sowie in den Figuren und deren Beschreibung angegeben.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Verstärkungsbauteil und der Kolbenkörper untrennbar axialfest und verdrehsicher formschlüssig miteinander verbunden sind. Dies kann gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsvariante sehr einfach mit Hilfe eines zylinderförmig ausgestalteten Verstärkungsbauteils realisiert werden, welcher mindestens eine in der Zylinderwand ausgeführte Aussparung und/oder mindestens einen die Zylinderwand durchragenden Durchbruch aufweist, in welche der Kolbenkörper eingreifen kann um eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung zu bilden.
Gemäß weiteren vorteilhaften Ausführungsvarianten kann die Aussparung und/oder Durchbruch als eine mehrkantige Ausnehmung, eine das Verstärkungsbauteil radial durchragende Bohrung oder als eine Sacklochbohrung, als eine Nut oder als ein Langloch ausgeführt sein oder jede andere dem Fachmann bekannte Ausgestaltung annehmen, welche eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung des Kolbenkörpers mit dem Verstärkungsbauteil ermöglicht.
Alternativ zu den vorstehend beschriebenen Aussparungen oder Durchbrüchen kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, das Verstärkungsbauteil (4) mit mindestens einem radial abragenden Element mit einer von einem Ring oder einem Zylinder abweichenden Querschnittsgeometrie auszuführen, welches in den Kolbenkörper eingreift und eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung des Kolbenkörpers mit dem Verstärkungsbauteil bildet.
Am einfachsten können die Aussparungen, Durchbrüche und/oder die von dem Verstärkungsbauteil radial abragenden Elemente durch ein Rändelverfahren oder durch ein Kordelverfahren an zumindest einem Oberflächenabschnitt des Verstärkungsbauteils ausgeformt sein.
Anhand folgender Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
Es zeigen:

1: eine erste Ausführungsvariante eines Dämpferkolbens gemäß dem Patentanspruch 1;
2: eine erste beispielhafte Ausführung eines Verstärkungsbauteils gemäß 1;
3: eine zweite beispielhafte Ausführung eines Verstärkungsbauteils;
4: eine weitere beispielhafte Ausführung eines Verstärkungsbauteils.

Die 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Dämpferkolbens 1 gemäß dem Patentanspruch 1 in einer Axialschnittdarstellung.
Der in 1 dargestellte Dämpferkolben 1 für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, umfasst einen aus einem Kunststoff ausgeführten Kolbenkörper 2. In der radialen Mitte des Kolbenkörpers 2 ist eine Aufnahmebohrung 3 angeordnet, welche der Aufnahme einer hier nicht dargestellten Kolbenstange dient. Innerhalb der Aufnahmebohrung 3 ist ein Verstärkungsbauteil 4 angebracht, und ist durch den Kolbenkörper 2 in Umfangsrichtung umschlossen. Die beiden Bauteile, Der Kolbenkörper 2 und das Verstärkungsbauteil 4 sind fest untrennbar axialfest und verdrehsicher formschlüssig miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden Bauteile kann beispielsweise durch Spritzgießen realisiert werden.
Alle Figuren zeigen ein zylinderförmig ausgestaltetes Verstärkungsbauteil 4.
Die in den 1 und 2 dargestellte ausführungsvariante sieht vor, dass das verstärkungsbauteil 4 mehrere in der Zylinderwand ausgeführte Aussparungen 5 umfasst, welche jeweils als eine axial verlaufende Nut ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein die Zylinderwand des Verstärkungsbauteils 4 mit mindestens eine die Zylinderwand durchragendem Durchbruch 6 auszustatten. Die Ausnehmungen 5 und/oder die Durchbrüche 6 dienen dazu, eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung zu bilden, indem der Kolbenkörper 2 in diese eingreift, wie es in der 1 zu sehen ist.
Im Unterschied zu der 2 zeigt die 3 beispielhaft eine durch Rendeln verformte Oberfläche des Verstärkungsbauteils 4, welche nun eine Mehrzahl axial und in Umfangsrichtung an der äußeren Oberfläche des Verstärkungsbauteils 4 verteilte Ausnehmungen 5 und Durchbrüche 6 aufweist, welche zur Bildung einer Formschlussverbindung mit dem Kolbenkörper 2 ausgeführt sind.
Alternativ dazu zeigt die 4 eine Ausführungsvariante eines Verstärkungsbauteils 4 mit einer Mehrzahl sich von dem Verstärkungsbauteil 4 aus radial nach außen erstreckenden Elementen 7, welche sternförmig in Umfangsrichtung auf der Außenoberfläche des Verstärkungsbauteils 4 verteilt sind. Die radial abragende Elemente (7) sind in zwei voneinander axial beabstandete Gruppen unterteilt. Das Verstärkungselement 4 ist dazu ausgebildet, von dem Kunststoff des Kolbenkörpers 2 umspritzt, bzw. umschlossen eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung mit dem Kolbenkörper 2 herzustellen.
Bezugszeichenliste

1: Dämpferkolben
2: Kolbenkörper
3: Aufnahmebohrung
4: Verstärkungsbauteil
5: Aussparung
6: Durchbruch
7: radial abragendes Element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10334205 A1 [0002, 0003]

Claims

Dämpferkolben (1) für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, umfassend einen Kolbenkörper (2) mit einer mittig ausgeführten Aufnahmebohrung (3) zur Aufnahme einer Kolbenstange, sowie mit einem innerhalb der Aufnahmebohrung (3) angeordneten und fest mit dem Kolbenkörper (2) verbundenem Verstärkungsbauteil (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsbauteil (4) und der Kolbenkörper (2) formschlüssig untrennbar axialfest und verdrehsicher miteinander verbunden sind.
Dämpferkolben (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsbauteil (4) zylinderförmig ausgestaltet ist und mindestens eine in der Zylinderwand ausgeführte Aussparung (5) und/oder mindestens einen die Zylinderwand durchragenden Durchbruch (6) aufweist in welche der Kolbenkörper (2) eingreift, wodurch eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung gebildet ist.
Dämpferkolben (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (5) und/oder Durchbruch (6) als eine mehrkantige Ausnehmung ausgeführt ist.
Dämpferkolben (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (5) und/oder Durchbruch (6) als eine das Verstärkungsbauteil (4) radial durchragende Bohrung oder als eine Sacklochbohrung ausgeführt ist.
Dämpferkolben (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aussparung (5) und/oder Durchbruch (6) als eine Nut oder als ein Langloch ausgeführt ist.
Dämpferkolben (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsbauteil (4) mindestens ein radial abragendes Element (7), wobei dieser eine Ausgestaltung aufweist, die dazu geeignet ist eine verdrehsichere und axialfeste formschlüssige Verbindung mit dem Kolbenkörper (2) zu bilden.
Dämpferkolben (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsbauteil (4) zumindest einen durch ein Rändelverfahren oder durch ein Kordelverfahren verformten Oberflächenabschnitt aufweist.