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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Endanschlag gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 10 2017 216 550 A1 ist ein gattungsbildender Schwingungsdämpfer bekannt, dessen hydraulischer Endanschlag eine Hülse aus Kunststoff aufweist. Die Hülse wirkt in der Ausführung nach
3 mit einem L-förmigen Tragring zusammen, der aus einem metallischen Werkstoff besteht. Zwischen der Hülse und dem Tragring ist ein Stützring verklemmt, der eine Axialbelastung von der Hülse auf den Tragring und damit auf eine Stirnfläche eines Zylinders überträgt.
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In der Variante nach 4 weist die Hülse endseitig einen umlaufenden Kragen auf, mit dem der Stützring zum Tragring gekammert wird. Eine Hülse mit einer derartigen Ausgestaltung einer Stützeinrichtung verlangt eine aufwändige Produktionstechnik, da die zu montierenden Bauteile vergleichsweise geringe Wand- bzw. Materialstärke aufweisen. Damit die Bauteile optimal zusammenwirken, sollten z. B. der Innendurchmesser des Tragrings und der Außendurchmesser der Hülse sehr exakt gefertigt sein, damit bei der Montage des Stützrings oder des Tragrings keine Materialteilchen von der Hülse abgeschabt werden. Diese Materialteilchen könnten den Schwingungsdämpfer im Bereich der Ventile verunreinigen. Dieser Mehraufwand bei der Herstellung der Einzelteile führt dazu, dass diese keine zusammenhängende Baueinheit bilden können. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Stützring einen Durchmesser von ca. 1,5mm aufweist, also insgesamt filigrane Bauteile vorliegen.
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Die
US 4 166 612 A offenbart ebenfalls einen gattungsbildenden Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Endanschlag.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Montageproblem gemäß dem Stand der Technik zu minimieren.
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Die Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der Tragring wird dabei in die Spritzform zur Herstellung der Hülse eingelegt und dabei von dem Kunststoff der Hülse benetzt. Eine Aufschiebebewegung des Tragrings auf die Hülse entfällt vollständig, so dass weder ein Handhabungsproblem beider Bauteile im Montageablauf noch ein Verschmutzungsproblem ausgehend von einer beschädigten Hülse auftreten kann. Bevorzugt weist der Tragring einen L-förmigen Querschnitt mit einer radialen Formabweichung auf, über die die Hülse zusammen mit einem radialen Schenkel des Tragrings zum Tragring eine definierte axiale Position einnimmt. Die Grundform des Tragrings lässt sich vergleichsweise einfach herstellen und auch für eine definierte Einbaulage gut handhaben.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung fixiert die Spritztechnikverbindung den Tragring in beiden Axialrichtungen zur Hülse. Damit vereinfacht sich das Handling der Baueinheit während der weiteren Montage im Schwingungsdämpfer.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist der Tragring als ein radial ungeschlitzter Ring ausgeführt. Damit vereinfacht sich das Spritzwerkzeug, da sich kein flüssiger Kunststoff über einen Schlitz unkontrolliert ausbreiten kann. Des Weiteren treten keine Spannungsspitzen aufgrund einer ungleichmäßigen Belastung im montierten Zustand innerhalb des Schwingungsdämpfers auf.
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Bei einer Ausführungsform weist der L-förmige Tragring zwischen einem axial ausgerichteten Schenkel und dem radialen Schenkel einen eingeschlossenen Winkel kleiner 90° auf. Schon eine geringfügige Unterschreitung des eingeschlossenen Winkels von 90° sorgt für einen Einschluss des Kragens zwischen den beiden Schenkeln, so dass der Tragring verliersicher an der Hülse fixiert ist.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der L-förmige Tragring eine konstante Materialstärke auf. Aufgrund der vergleichsweise geringen Wandstärke kann eine einfache Umformung eine spanende Bearbeitung ersetzen.
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Bei einer Alternativausführung weist der Tragring zumindest abschnittsweise eine in Umfangsrichtung ausgeführte Sicke auf, in die die Hülse eingreift. Die radiale Ausrichtung der Sicke spielt für die Verbindung zwischen der Hülse und dem Tragring keine Rolle. Wenn mehrere Sickenabschnitte gewählt werden, dann erreicht man zusätzlich eine Verdrehsicherung des Tragrings zur Hülse auch in Umfangsrichtung.
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Optional kann vorgesehen sein, dass eine endseitige Grundfläche der Hülse bezogen auf den vertikalen Schenkel des Tragrings einen Rücksprung aufweist. Mit dieser Maßnahme wird erreicht, dass eine Vorspannung des Zylinders ausgehend von einer Kolbenstangenführung des Schwingungsdämpfers über den Tragring in den Zylinder eingeleitet wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die endseitige Grundfläche der Hülse mindestens drei axiale Fortsätze auf, die über den axialen Schenkel des Tragrings axial überstehen. Über die Höhe der Fortsätze kann eine Spannkraft auf die Hülse ausgeübt werden.
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Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 Schwingungsdämpfer mit Endanschlag
- 2 Vereinfachte Darstellung eines Spritzwerkzeugs
- 3 Ausschnittvergrößerung zur 1
- 4 Alternative zur 3
- 5 Weitere Alternative zur Ausführung nach 3
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Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 in Zweirohrbauweise, bei dem eine Kolbenstange 3 mit einem Kolben 5 in einem Zylinder 7 axial beweglich geführt ist. Dazu dient eine Kolbenstangenführung 9, die den Zylinder endseitig 7 abschließt.
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Der Kolben 5 unterteilt den Zylinder 7 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 und 13, wobei über Dämpfventile 15;17 im Kolben 5 bei einer Kolbenstangenbewegung eine hydraulische Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen 9; 11 besteht.
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Beispielhaft ist im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum
11 ein hydraulischer Endanschlag
19 ausgeführt, der aus einer zylinderseitig fixierten Hülse
21 und einem kolbenstangenseitigen Verdränger
23 besteht. Der Verdränger
23 ist in der
DE 10 2011 089 140 B3 ausführlich offenbart, so dass eine detaillierte Beschreibung entbehrlich ist, da der Verdränger
23 konstruktiv auch abweichend ausgeführt sein kann.
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Die Hülse 21 besteht aus Kunststoff und bildet einen Steuerraum 25, der von dem Verdränger 23 zu einer Steuerkammer 27 abgetrennt wird, die ebenfalls von der Kolbenstangenführung 9 begrenzt wird. Grundsätzlich wäre es auch möglich die Hülse 21 im bodenseitigen Bereich des Zylinders 7 anzuordnen.
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Die Hülse 21 liegt mit ihrer Mantelfläche 29 an einer Innenwandung 31 des Zylinders 7an und wird von der Innenwandung 31 radial abgestützt. An ihrem in Richtung des Kolbens 5 weisenden Ende sind in der Hülse 21 Einlaufnuten 33 unterschiedlicher Längen eingeformt, die beim Eintritt des Verdrängers 23 in die Hülse für einen sanften Anstieg der Kraft des Endanschlags 19 sorgt. An ihrem in Richtung der Kolbenstangenführung 9 weisenden Ende verfügt die Hülse 21 über einen umlaufenden Kragen 35, der sich auf einem metallischen Tragring 37 abstützt. Der Tragring 37 ist zwischen einer Stirnfläche des Zylinders und der Kolbenstangenführung 9 axial verspannt.
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Zwischen dem Tragring 37 und der Hülse 21 bzw. dem Kragen 35 der Hülse besteht eine Spritztechnikverbindung 39, die im Zusammenhang mit der 2 erläutert wird. Die 2 zeigt vereinfacht ein Spritzwerkzeug 41 zur Herstellung der Hülse 21. Das Spritzwerkzeug 41 umfasst mindestens zwei Gehäuseteile 43; 45. Ein erstes Gehäuseteil 43 verfügt über eine axiale und eine radiale Führungsfläche 47; 49 für den Tragring 37, der in seiner einfachsten Ausführung einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Über ein zweites Gehäuseteil 45 wird der Tragring 37 innerhalb des Spritzwerkzeugs 41 axial fixiert. Das erste und das zweite Gehäuseteil 43; 45 begrenzen einen Hohlraum, der mit Kunststoff befüllt wird, um die Hülse 21 herzustellen. Dabei bildet sich der Kragen 35, der den Tragring 37 innenseitig umgreift und dabei an einem radialen und an einem axialen Schenkel 51; 53 des Tragrings 37 anliegt. Der Tragring 37 ist bevorzugt als ein ungeschlitzter Ring ausgeführt. Damit wird verhindert, dass der Kunststoff der Hülse 21 in den Schlitz eindringt und im montierten Zustand auf einer Stirnfläche 55 des Zylinders 7 aufliegt (1).
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Die 3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung der Hülse 21 im Bereich des Kragens 35. Wie man in diesem Ausführungsbeispiel erkennen kann, verfügt der Tragring 37 über eine radiale Formabweichung, über die die Hülse 21 zusammen mit dem radialen Schenkel 51 des Tragrings 37 zum Tragring 37 eine axial definierte Position einnimmt. In diesem Fall wird die Formabweichung von den beiden Schenkeln 51; 53 gebildet, deren eingeschlossener Winkel 57 kleiner 90° ist. Dabei nimmt die Materialstärke des vertikalen Schenkels 53 ausgehend von einer Spannfläche 59 innenseitig in Richtung des radialen Schenkels 51 des Tragrings 37 geringfügig ab. Der dadurch vorliegende Innenkonus des Tragrings 37 sorgt für eine beidseitige axiale Fixierung des Tragrings 37 zur Hülse 21. Die Spannfläche 59 verläuft parallel zu einer Auflagefläche 61 des Tragrings 37 auf dem Zylinder 7, um einen Schiefstand des Tragrings 37 im Endmontagezustand zwischen der Kolbenstangenführung 9 und dem Zylinder 7 zu vermeiden.
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Diese Vergrößerung verdeutlicht, dass eine endseitige Grundfläche 63 der Hülse 21 bezogen auf die Spannfläche 59 des axialen Schenkels 53 des Tragrings 37 einen geringfügigen Rücksprung 65 aufweist. Der Rücksprung 65 ist maßlich derart dimensioniert, dass auch bei einer axialen Vorspannung des Tragrings 37 stets ein geringfügiger Überstand zur Grundfläche 63 der Hülse 21 besteht. Die Grundfläche 63 weist mindestens drei axiale Fortsätze 67 auf, die über den vertikalen Schenkel 53 des Tragrings 37 überstehen. Über den axialen Überstand der Fortsätze 67 zur Spannfläche 59 des Tragrings 37 kann die axiale Vorspannung der Hülse 21 zwischen der Kolbenstangenführung 9 und dem radialen Schenkel 51 des Tragrings 37 dimensioniert werden. Folglich ist die Vorspannung der Hülse 21 unabhängig von der Vorspannung des Tragrings 37 bestimmbar.
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Die 4 zeigt einen Tragring 37 an einer Hülse gemäß der Grundidee des eingeschlossenen Winkels 57 nach 3. Abweichend weist der L-förmige Tragring 37 eine konstante Materialstärke im Bereich des vertikalen Schenkels 53 auf. Dabei ist es sinnvoll aber nicht zwingend erforderlich, wenn die Spannfläche 59 des Tragrings parallel zur Auflagefläche 63 verläuft, ggf. durch eine Schleifoperation an der Spannfläche 59.
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Mit der 5 soll darauf hingewiesen werden, dass die Spritztechnikverbindung 39 zwischen der Hülse 21 und dem Tragring 37 auch eine in Umfangsrichtung ausgeführte Sicke 69 im Tragring aufweisen kann, in die die Hülse 21 eingreift. Darüber lässt sich ebenfalls eine beidseitig axial wirksame Verbindung zwischen der Hülse 21 und dem Tragring 37 realisieren. Die Sicke 69 kann geprägt werden, so dass insgesamt eine spanlose Herstellung des Tragrings 37 möglich ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 3
- Kolbenstrange
- 5
- Kolben
- 7
- Zylinder
- 9
- Kolbenstangenführung
- 11
- kolbenstangenseitigen Arbeitsraum
- 13
- kolbenstangenfernen Arbeitsraum
- 15
- Dämpfventil
- 17
- Dämpfventil
- 19
- Endanschlag
- 21
- Hülse
- 23
- Verdränger
- 25
- Steuerraum
- 27
- Steuerkammer
- 29
- Mantelfläche
- 31
- Innenwandung
- 33
- Einlaufnut
- 35
- Kragen
- 37
- Tragring
- 39
- Spritztechnikverbindung
- 41
- Spritzwerkzeug
- 43
- erstes Gehäuseteil
- 45
- zweites Gehäuseteil
- 47
- axiale Führungsfläche
- 49
- radiale Führungsfläche
- 51
- radialer Schenkel
- 53
- axialer Schenkel
- 55
- Stirnfläche
- 57
- eingeschlossener Winkel
- 59
- Spannfläche
- 61
- Auflagefläche
- 63
- Grundfläche
- 65
- Rücksprung
- 67
- axialer Fortsatz
- 69
- Sicke
