DE102022204341A1

DE102022204341A1 - Zuganschlag für eine Zuganschlagfeder eines Schwingungsdämpfers sowie Schwingungsdämpfer mit dem Zuganschlag

Info

Publication number: DE102022204341A1
Application number: DE102022204341.3A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Ramer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-05-03
Filing date: 2022-05-03
Publication date: 2023-11-09
Also published as: CN117006186A

Abstract

Es wird ein Zuganschlag 9 für eine Zuganschlagfeder 7 eines Schwingungsdämpfers 1, mit einem Führungselement 10, wobei das Führungselement 10 einen axial erstreckenden Führungshülsenabschnitt 12 zur axialen Führung entlang einer Kolbenstange 4 des Schwingungsdämpfers 1 und einen sich radial nach außen an den Führungshülsenabschnitt 12 anschließenden Federtellerabschnitt 13 zur axialen Abstützung der Zuganschlagfeder 7 aufweist, mit einem Pufferelement 11, wobei das Pufferelement 11 in einer axialen Richtung 101 elastisch an einem Endanschlag 8 des Schwingungsdämpfers 1 abstützbar ist und in einer axialen Gegenrichtung 102 auf einer der Zuganschlagfeder 7 abgewandten Seite an dem Federtellerabschnitt 13 abgestützt ist, vorgeschlagen, wobei das Führungselement 10 in axialer Verlängerung zu dem Führungshülsenabschnitt 12 einen Kragenabschnitt 14 ausweist, wobei das Pufferelement 11 radial an dem Kragenabschnitt 14 abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zuganschlag für eine Zuganschlagfeder eines Schwingungsdämpfers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Schwingungsdämpfer mit dem Zuganschlag.
Es sind Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeugfahrwerk bekannt, welche eine Zuganschlagfeder aufweisen, um vor Erreichen des Endanschlags des Kolbens einen Aufprall an der Stirnseite zu dämpfen. Die Zuganschlagfeder kann beispielsweise kolbenstangenseitig befestigt und über eine Führungshülse an der Kolbenstange gelagert sein. Das Führungshülse dient dabei einerseits zur reibungsarmen Lagerung an der Kolbenstange und andrerseits als Anschlagfläche bei Erreichen des Endanschlags.
Die Druckschrift DE 10 2006 005 621 A1 offenbart eine Anschlagfeder für ein Kolben-Zylinderaggregat, umfassend eine hydraulische wirksame Baugruppe, bei der durch eine axiale Kompression Dämpfmedium durch mindestens eine Drosselöffnung verdrängt wird, wobei eine mechanische Baugruppe eine Schraubenfeder aufweist, die funktional in Reihe zur hydraulisch wirksamen Baugruppe angeordnet ist, wobei die hydraulische Baugruppe von einem axial elastischen Elastomerkörper gebildet wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Zuganschlag der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welcher sich durch eine verbesserte, insbesondere geräuscharmes, Betriebsverhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zuganschlag mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und/oder der Beschreibung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Zuganschlag, welcher für eine Zuganschlagfeder eines Schwingungsdämpfers ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Schwingungen ausgebildet und/oder geeignet. Der Schwingungsdämpfer ist vorzugsweise als ein Hydraulikdämpfer ausgebildet. Im Speziellen kann der Schwingungsdämpfer für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet sein.
Der Schwingungsdämpfer weist vorzugsweise mindestens einen mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder auf, in welchem eine Kolbenstange axial in Bezug auf eine Längsachse geführt ist. Insbesondere definiert die Kolbenstange die Längsachse. Der Schwingungsdämpfer weist vorzugsweise einen innerhalb des Zylinders mit der Kolbenstange bewegungskoppelten Kolben auf, welcher den Zylinder in mindestens zwei Arbeitsräume unterteilt. Besonders bevorzugt weist der Schwingungsdämpfer eine Kolbenstangenführung zur axialen Führung der Kolbenstange auf. Beispielsweise kann die Kolbenstangenführung als eine Endkappe ausgebildet sein, welche endseitig den Zylinder fluiddicht verschließt.
Die Zuganschlagfeder ist bevorzugt innerhalb des Zylinders koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und/oder umgibt die Kolbenstange. Vorzugsweise ist die Zuganschlagfeder als eine Schraubenfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder, ausgebildet. Die Zuganschlagfeder kann mit einem Ende wahlweise an dem Zylinder oder der Kolbenstange festgelegt sein und mit dem anderen Ende über den Zuganschlag an der Kolbenstange gelagert sein. Der Zuganschlag dient dabei einerseits zur Führung der Zuganschlagfeder entlang der Kolbenstange und andererseits zur Bildung eines Anschlags bei einer Bewegung der Kolbenstange, insbesondere bei einer Bewegung der Kolbenstange aus dem Zylinder bzw. einem Einfedern des Schwingungsdämpfers. Prinzipiell kann die Zuganschlagfeder mit dem einen Ende an der Kolbenstangenführung abgestützt bzw. festgelegt sein und an dem anderen Ende über den Zuganaschlag mit einem an der Kolbenstange festgelegten Anschlagring zusammenwirken. Vorzugsweise ist die Zuganschlagfeder jedoch mit dem einen Ende an der Kolbenstange abgestützt bzw. festgelegt und wirkt mit dem anderen Ende über den Zuganschlag mit der Kolbenstangenführung zusammen. Besonders bevorzugt ist der Zuganschlag zweiteilig ausgebildet.
Der Zuganschlag weist ein Führungselement auf. Insbesondere dient das Führungselement zur axialen Führung der Zuganschlagfeder entlang der Kolbenstange. Das Führungselement kann im Wesentlichen zylindrisch und/oder in Bezug auf die Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet. Beispielsweise ist das Führungselement aus einem metallischen Werkstoff, z.B. eine Stahllegierung, gefertigt. Das Führungselement ist vorzugsweise in Bezug auf die Längsachse koaxial zur Zuganschlagfeder und/oder zur Kolbenstange angeordnet.
Das Führungselement weist einen axial, in Bezug auf die Längsachse, erstreckenden Führungshülsenabschnitt auf, welcher zur axialen Führung entlang der Kolbenstange ausgebildet und/oder geeignet ist. Der Führungshülsenabschnitt liegt vorzugsweise gleitend an einem Außenumfang der Kolbenstange an, sodass das Führungselement entlang der Kolbenstange frei bewegbar ist. Anders formuliert, ist die Kolbenstange durch den Führungshülsenabschnitt verschiebbar geführt. Bevorzugt liegt der Führungshülsenabschnitt in radialer Richtung formschlüssig an der Kolbenstange an und/oder ist radial an der Kolbenstange zentriert. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Führungshülsenabschnitt zumindest abschnittsweise innerhalb der Zuganschlagfeder.
Das Führungselement weist einen sich radial nach außen, insbesondere in einer radialen Richtung, an den Führungshülsenabschnitt anschließenden Federtellerabschnitt auf, welcher zur axialen Abstützung der Zuganschlagfeder ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Zuganschlagfeder liegt vorzugsweise in einer axialen Richtung an dem Federtellerabschnitt an. Bevorzugt bildet der Federtellerabschnitt einen Federsitz für die Zuganschlagfeder, wobei die Zuganschlagfeder an dem Federtellerabschnitt formschlüssig und/oder kraftschlüssig abgestützt ist.
Das Führungselement weist ein Pufferelement auf. Insbesondere dient das Pufferelement zur Dämpfung des Zuganschlags bei Erreichen des Endanschlags. Insbesondere ist das Führungselement hierzu elastisch verformbar ausgebildet. Das Pufferelement kann im Wesentlichen ringförmig und/oder in Bezug auf die Längsachse rotationssymmetrisch ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Pufferelement in Bezug auf die Längsachse koaxial zu dem Führungselement bzw. zur Zuganschlagfeder und/oder zur Kolbenstange angeordnet.
Das Pufferelement ist in Bezug auf die Längsachse in der axialen Richtung elastisch an einem Endanschlag des Schwingungsdämpfers abstützbar und in einer axialen Gegenrichtung auf einer der Zuganschlagfeder abgewandten Seite an dem Federtellerabschnitt abgestützt. Insbesondere schlägt das Pufferelement in einem vordefinierten Endhubbereich des Kolbens an dem Endanschlag an, wenn die Kolbenstange aus dem Zylinder bewegt wird bzw. der Stoßdämpfer einfedert. Vereinfacht gesagt, ist der Zuganschlag in dem Endhubbereich des Kolbens wirksam und in einem Normalhubbereich des Kolbens unwirksam bzw. nicht wirksam. Insbesondere ist das Pufferelement derart an dem Federtellerabschnitt abgestützt, dass bei Erreichen des Endanschlags die Anschlagkräfte über das Pufferelement auf das Führungselement und somit über die Zuganschlagfeder auf die Kolbenstange übertragen werden. Der Endanschlag kann je nach Anordnung der Zuganschlagfeder innerhalb des Zylinders wahlweise durch den Anschlagring oder die Kolbenstangeführung gebildet sein.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Führungselement in axialer Verlängerung zu dem Führungshülsenabschnitt einen Kragenabschnitt aufweist, wobei das Pufferelement radial, insbesondere in einer radialen Gegenrichtung, an dem Kragenabschnitt abgestützt ist. Insbesondere sind der Führungshülsenabschnitt, der Federtellerabschnitt und der Kragenabschnitt aus einem gemeinsamen Materialabschnitt, zum Beispiel aus einem Guss gefertigt. Vorzugsweise weisen der Führungshülsenabschnitt und der Kragenabschnitt den gleichen und/oder einen konstanten Außendurchmesser auf. Im Speziellen kann der Kragenabschnitt als ein zylindrischer oder rohrförmiger Ansatz verstanden werden, welcher sich in der axialen Richtung unmittelbar an den Führungshülsenabschnitt und/oder den Federtellerabschnitt anschließt. Vorzugsweise ist das Pufferelement in radialer Richtung durch den Kragenabschnitt beabstandet und/oder berührungslos von der Kolbenstange angeordnet bzw. gehalten.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Betrieb des Schwingungsdämpfers je nach Bedingungen (Kräfte, Anregungsprofil, Federkennwerte) akustische Auffälligkeiten, wie zum Beispiel ein Hupen, in das Fahrzeug übertragen werden. Durch den erfindungsgemäßen Kragenabschnitt wird sichergestellt, dass das Pufferelement bei einer Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Führungselement beabstandet zu der Kolbenstange gehalten bzw. vor der Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Führungselement geschützt wird. Somit ist sichergestellt, dass ausschließlich das Führungselement entlang der Kolbenstange gleitet, wobei ein Verschleiß nur noch zwischen Führungshülsenabschnitt und Kolbenstange auftritt und akustischen Auffälligkeiten bei einer Verformung des Pufferelements reduziert werden. Weiterhin wird durch die beabstandete Anordnung des Pufferelements ein Anhaften des Pufferelements an der Kolbenstange, insbesondere bei Erreichen des Endanschlags verhindert. Es wird somit ein Zuganschlag vorgeschlagen welcher sich durch einen besonders geräuscharmen Betrieb sowie eine erhöhte Betriebssicherheit auszeichnet.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Pufferelement in radialer Richtung und in Umfangsrichtung formschlüssig an dem Führungselement festgelegt ist. Insbesondere ist das Pufferelement über die Formschlussverbindung verliersicher an dem Führungselement festgelegt. Alternativ oder optional ergänzend kann vorgesehen sein, dass das Pufferelement zusätzlich durch einen Kraftschluss an dem Führungselement, insbesondere dem Kragenabschnitt, festgelegt ist. Beispielsweise kann das Pufferelement hierzu auf das Führungselement, insbesondere den Kragenabschnitt, gepresst oder geklemmt sein. Es wird somit ein Zuganschlag vorgeschlagen, welcher sich durch einen einfachen Zusammenbau sowie eine sichere Anbindung des Pufferelements an dem Führungselement auszeichnet.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen sehen, dass das Pufferelement einen ringförmigen Grundkörperabschnitt sowie mehrere an den Grundkörperabschnitt in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Stützabschnitte aufweist. Die Stützabschnitte stehen zumindest in der axialen Richtung von dem Grundkörperabschnitt ab und dienen zur axialen Abstützung an dem Endanschlag. Die Stützabschnitte überragen den Kragenabschnitt hierzu in der axialen Richtung. Vereinfacht dargestellt, ist der Grundkörperabschnitt als ein Ringkörper ausgebildet, wobei die Stützabschnitte an einem Außenumfang des Ringkörpers angeformt sind und zumindest in der axialen Richtung von dem Ringkörper abstehen. Anders formuliert, kann das Pufferelement kronenförmig ausgebildet sein. Das Pufferelement kann mehr als drei, vorzugsweise mehr als fünf, im Speziellen mehr als neun der Stützabschnitte aufweisen. Insbesondere überragen die Stützabschnitte in einem montierten Zustand den Kragenabschnitt mit mehr als 5 mm, vorzugsweise mehr als 10 mm, im Speziellen mehr als 15 mm. Besonders bevorzugt schließt der Grundkörperabschnitt in axialer Richtung bündig mit dem Kragenabschnitt ab. Durch die abstehenden Stützabschnitte wird sichergestellt, dass der Zuganschlag bei Erreichen des Endanschlags zuerst mit dem Pufferelement bzw. den Stützabschnitten anschlägt, wodurch ein besonders harmonischer Übergang des Kraftanstiegs realisiert wird und zudem das Auftreten von Kraftspitzen deutlich reduziert wird. Dadurch können die akustischen Auffälligkeiten ebenfalls reduziert werden.
In einer Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Grundkörperabschnitt mit seinem Innenumfang in einer radialen Gegenrichtung an einer Außenmantelfläche des Kragenabschnitts anliegt. Insbesondere liegt der Grundkörperabschnitt in Umfangsrichtung mit seinem Innenumfang flächig, vorzugsweise vollflächig kontaktierend an der Außenmantelfläche des Kragenabschnitts an. Optional kann der Grundkörperabschnitt mit seinem Innenumfang reibschlüssig an der Außenmantelfläche anliegen. Hierzu ist das Pufferelement beispielsweise mit einer Presspassung an dem Kragenabschnitt montiert. Es wird somit ein Zuganschlag vorgeschlagen, welcher sich durch eine einfache und sichere Montage des Pufferelements an dem Führungselement auszeichnet.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Grundkörperabschnitt und die Stützabschnitte in der axialen Gegenrichtung an einer Stützfläche des Federtellerabschnitts anliegen. Insbesondere erstreckt sich die Stützfläche in Bezug auf die Längsachse in einer Radialebene. Vorzugsweise erstrecken sich der Grundkörperabschnitt sowie die Stützabschnitte auf einer dem Endanschlag abgewandten Seite bzw. einer der Stützfläche zugewandten Seite in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise einer weiteren Radialebene in Bezug auf die Längsachse. Der Grundkörperabschnitt und die Stützabschnitte liegen flächig, vorzugsweise vollflächig kontaktierend in der axialen Gegenrichtung an der Stützfläche an. Dadurch können bei Erreichen des Endanschlags die einwirkenden Kräfte besonders sicher von dem Pufferelement auf den Federtellerabschnitt und somit auf die Zuganschlagfeder übertragen werden. Des Weiteren wird eine besonders stabile Auflage für das Pufferelement an dem Führungselement sichergestellt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Stützabschnitte auf einer radialen Innenseite jeweils eine Schrägfläche aufweisen. Bei einem axialen Anschlag des Pufferelements an dem Endanschlag sind die Stützabschnitte durch die Schrägflächen in der radialen Richtung elastisch verformbar, um eine Rückstellkraft, vorzugsweise in der axialen Gegenrichtung, zu erzeugen. Insbesondere dient die Rückstellkraft dazu, den Zuganschlag bei einer Reduzierung der Belastung von dem Endanschlag wegzudrücken. Insbesondere verlaufen die Schrägflächen in Bezug auf die Längsachse mit einem Winkel von mehr als 30°, vorzugsweise mehr als 45°, im Speziellen mehr als 60° nach außen. Besonders bevorzugt sind die Stützabschnitte in der axialen Richtung schräg und/oder spitz und/oder kegelförmig zulaufend. Es wird somit ein Pufferelement vorgeschlagen, welches sich durch ein besonders weiches Dämpfungsverhalten bei einem Anschlag auszeichnet. Zudem kann durch die erzeugte Rückstellkraft ein Anhaften des Pufferelements an dem Endanschlag, insbesondere dem Anschlagring bzw. der Kolbenstangenführung, verhindert werden.
In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich die Schrägflächen ausgehend von dem Innenumfang des Grundkörperabschnittes in der axialen Richtung mit einem nach außen ansteigenden Verlauf und/oder divergierend zueinander erstrecken. Anders formuliert, liegen die Schrägflächen auf einer koaxial zur Längsachse gedachten Kegelmantelfläche, wobei die Kegelspitze in der axialen Gegenrichtung bzw. in Richtung der Zuganschlagfeder gerichtet ist. Alternativ oder optional ergänzend ist vorgesehen, dass die freien Enden der Stützabschnitte bzw. die Spitzen der Stützabschnitte auf einem gemeinsamen Teilkreis um die Längsachse angeordnet sind. Vorzugsweise weist der Teilkreis einen größeren Durchmesser als der Kragenabschnitt bzw. der Grundkörperabschnitt auf. Es wird somit ein Pufferelement vorgeschlagen, welches ausgebildet ist bei einer Verformung die Initialen Kraftspitzen abzubauen und einen weichen Übergang auf die Zuganschlagfeder abzubilden.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Pufferelement als ein einstückiger Elastomerkörper ausgebildet ist. Vorzugsweise sind der Grundkörperabschnitt und die Stützabschnitte aus einem gemeinsamen Materialabschnitt, zum Beispiel aus einem Spritzguss, gefertigt. Das Pufferelement kann aus einem Elastomer, vorzugsweise Gummi, gefertigt sein. Im Speziellen ist das Pufferelement als ein Gummipuffer ausgebildet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Federtellerabschnitt an seiner dem Pufferelement zugewandten Seite mehrere axial vorstehende Zinnen aufweist, wobei das Pufferelement in Umfangsrichtung formschlüssig mit den Zinnen in Eingriff steht. Insbesondere sind die Zinnen in Umfangsrichtung an dem Federtellerabschnitt gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise weist das Pufferelement eine zu den Zinnen komplementäre Negativkontur auf, sodass das Pufferelement passgenau mit den Zinnen in Eingriff bringbar ist. Insbesondere sind die Zinnen unmittelbar in der axialen Richtung und/oder gleichgerichtet zu der Längsachse an den Federtellerabschnitt angeformt. Alternativ oder optional ergänzend erstrecken sich die Zinnen und der Kragenabschnitt endseitig in einer gemeinsamen Radialebene in Bezug auf die Längsachse und/oder definieren gemeinsam eine Anschlagfläche für das Führungselement an dem Endanschlag. Es wird somit ein Zuganschlag vorgeschlagen, welcher sich durch eine sichere Aufnahme des Pufferelements sowie eine robuste Ausgestaltung des Führungselements auszeichnet.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Stützabschnitte in der radialen Richtung von dem Grundkörperabschnitt abstehen und in Umfangsrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig zwischen den Zinnen angeordnet sind. Anders formuliert, ist jeweils einer der Stützabschnitte in Umfangsrichtung formschlüssig zwischen zwei benachbarten Zinnen angeordnet bzw. an den Zinnen formschlüssig abgestützt. Vorzugsweise erstrecken sich die Zinnen in axialer Richtung parallel und/oder gleichgerichtet zu dem Kragenabschnitt. Insbesondere weisen der Kragenabschnitt und die Zinnen in axialer Richtung die gleiche Höhe auf und/oder sind bündig zueinander angeordnet. Es wird somit eine Formschlussverbindung vorgeschlagen, welche sich durch eine einfache Montage sowie eine sichere Aufnahme des Pufferelements an dem Führungselement auszeichnet.
In einer weiteren konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass radial zwischen den Zinnen und dem Kragenabschnitt jeweils ein Ringspalt gebildet ist, wobei das Pufferelement mit dem Grundkörperabschnitt formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Ringspalt angeordnet ist. Insbesondere ist der Ringspalt derart dimensioniert, dass das Pufferelement mit dem Grundkörperabschnitt jeweils zwischen den Zinnen und Kragenabschnitt klemmend aufgenommen ist. Hierzu kann der Grundkörperabschnitt im Bereich der Zinnen über eine Presspassung in dem Ringspalt montiert sein. Es wird somit eine besonders sichere, vorzugsweise verliersichere Verbindung zwischen Pufferelement und Führungselement erzeugt. Zudem ist eine besonders einfache und schnelle Montage des Pufferelements möglich.
In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass der Kragenabschnitt und/oder der Führungshülsenabschnitt an einer radialen Innenseite eine Gleitfläche zur gleitenden Lagerung an der Kolbenstange aufweist. Insbesondere ist die Gleitfläche im Bereich des Kragenabschnitts vollflächig ausgebildet und/oder im Bereich des Führungshülsenabschnitts partiell bzw. abschnittsweise und/oder unterbrochen ausgebildet. Vorzugsweise wird durch die Gleitfläche eine Gleitlagerung der Führungshülse an der Kolbenstange umgesetzt. Insbesondere ist durch die Gleitfläche eine Berührungslinie zwischen Kolbenstange und Führungselement definiert. Besonders bevorzugt ist die Gleitfläche derart an dem Führungselement ausgebildet, sodass das Führungselement ausschließlich über die Gleitfläche an der Kolbenstange anliegt. Die Gleitfläche ist hierzu vorzugsweise als eine gekrümmte Fläche ausgebildet. Insbesondere kann die Gleitfläche durch eine Gleitbeschichtung und/oder eine entsprechende Oberflächenbehandlung, zum Beispiel durch Polieren, Schleifen, Hohnen, bearbeitet sein.
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Gleitfläche in radialer Richtung gegenüber einer Innenmantelfläche des Führungshülsenabschnitts abgesetzt ist. Insbesondere ist zwischen der Gleitfläche und der Innenmantelfläche ein radialer Absatz von mehr als 0,1 mm, vorzugsweise mehr als 0,5 mm, im Speziellen von mehr als 1 mm gebildet. Somit wird die mit der Kolbenstange in Kontakt stehende Gleitfläche reduziert und zugleich sichergestellt, dass das Führungselement ausschließlich im Bereich der Gleitfläche an der Kolbenstange anläuft.
In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass der Führungshülsenabschnitt mit seiner Außenmantelfläche in radialer Richtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Zuganschlagfeder abstützbar ist. Anders formuliert, ist die Zuganschlagfeder von innen in radialer Richtung durch die Außenmantelfläche des Führungshülsenabschnitts abgestützt. Vorzugsweise ist die Zuganschlagfeder mit dem Innendurchmesser mindestens einer Windung form- und/oder kraftschlüssig, besonders bevorzugt klemmend, an der Außenmantelfläche des Führungshülsenabschnitts abgestützt. Somit wird eine besonders sichere Führung der Zuganschlagfeder sichergestellt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit dem Zuganschlag, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden bzw. nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 eine teilgeschnittene Darstellung eines Schwingungsdämpfers mit einem Zuganschlag als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine perspektivische Darstellung des Zuganschlags;
3 eine perspektivische Darstellung eines Pufferelements für den Zuganschlag;
4 eine Schnittdarstellung des Zuganschlags mit dem Pufferelement.

1 zeigt in einer teilgeschnittenen Darstellung einen Schwingungsdämpfer 1, welcher beispielsweise für eine Fahrzeug-Radaufhängung geeignet ist. Der Schwingungsdämpfer 1 ist als ein Zweirohrdämpfer ausgebildet und weist hierzu einen inneren und einen äußeren Zylinder 2, 3 auf, wobei der innere Zylinder 2 in Bezug auf eine Längsachse 100 koaxial in dem äußeren Zylinder 3 mit einem radialen Abstand angeordnet ist. Der innere und der äußere Zylinder 2, 3 sind zumindest teilweise mit einem Dämpfmedium, z.B. ein Hydrauliköl, gefüllt.
Der Schwingungsdämpfer 1 weist eine Kolbenstange 4 sowie einen endseitig mit der Kolbenstange 4 verbundenen Kolben, nicht dargestellt, auf, welcher innerhalb des inneren Zylinders 2 entlang der Längsachse 100 beweglich geführt ist. Die Kolbenstange 4 ist hierzu in axialer Richtung über eine Kolbenstangenführung 5 axial aus dem inneren Zylinder 2 geführt, wobei die Kolbenstangenführung 5 zugleich zumindest den inneren Zylinder 2 in einer axialen Richtung 101, insbesondere in einer Zugrichtung, begrenzt.
Ein aus dem inneren Zylinder 2 ragender Teil der Kolbenstange 4 weist endseitig eine Anbindungsschnittstelle 6, z.B. ein Gewinde, zur fahrzeugfesten Anbindung des Schwingungsdämpfers 1 auf. Weiterhin weist der Schwindungsdämpfer 1 auf einer der Anbindungsschnittstelle 6 abgewandten Seite eine weitere, nicht dargestellte, Anbindungsschnittstelle, z.B. ein Lagerauge, zur beweglichen Anbindung des Schwingungsdämpfers 1 an der Radaufhängung auf.
Der Schwingungsdämpfer 1 weist weiterhin eine Zuganschlagfeder 7 auf, welche den maximalen Auszug der Kolbenstange 4 in der axialen Richtung 101 begrenzt bzw. ein Anschlagen des Kolbens bei Erreichen eines Endanschlags 8 dämpft. Die Zuganschlagfeder 7 ist als eine Schraubendruckfeder ausgebildet, welche koaxial zur Längsachse 100 innerhalb des inneren Zylinders 2 angeordnet ist und die Kolbenstange 4 umgibt. Der Endanschlag 8 ist dabei durch eine der Zuganschlagfeder 7 zugewandte Stirnfläche der Kolbenstangenführung 5 gebildet.
Die Zuganschlagfeder 7 ist mit einer Endseite über einen Zuganschlag 9 an der Kolbenstange 4 gleitend gelagert und an dem anderen Ende, nicht dargestellt, an der Kolbenstange 4 axial festgelegt bzw. abgestützt. Bei einem Einfedern des Schwingungsdämpfers 1 bzw. bei einer Zugbewegung der Kolbenstange 4 in der axialen Richtung 101, gelangt der Zuganschlag 9 ab einer definierten Kolbenstangenposition mit dem Endanschlag 8 in Anlage. Eine weitere Bewegung der Kolbenstange 4 bzw. der Zylinder 2, 3 in der axialen Richtung 101 wird durch eine Stauchung der Zuganschlagfeder 7 gedämpft, wodurch ein Anschlagen des Kolbens an der Kolbenstangeführung 5 verhindert wird.
Der Zuganschlag 9 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Führungselement 10 zur gleitenden Führung an der Kolbenstange 4 sowie ein Pufferelement 11 zur dämpfenden Anlage an dem Endanschlag 8 auf. Das Führungselement 10 ist im Wesentlichen als ein Gleitschuh ausgebildet, welcher zugleich einen Federsitz für die Zuganschlagfeder 7 bildet. Beispielsweise sind die Zuganschlagfeder 7 und das Führungselement 10 kraftschlüssig, insbesondere klemmend, miteinander verbunden.
Das Pufferelement 11 ist als ein elastisch verformbarer Elastomerkörper ausgebildet, welcher formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere verliersicher, an dem Führungselement 10 montiert ist. Das Pufferelement 11 ist dabei in einer radialen Richtung 103 durch das Führungselement 10 beabstandet zu der Kolbenstange 4 gehalten, sodass das Pufferelement 11 von der Relativbewegung zwischen Kolbenstange 4 und Führungselement 10 geschützt ist bzw. ausschließlich das Führungselement 10 mit der Kolbenstange 4 kontaktiert.
2 zeigt den Zuganschlag 9 in einer perspektivischen Darstellung. Das Führungselement 10 weist einen Führungshülsenabschnitt 12 und einen Federtellerabschnitt 13 auf, welcher sich unmittelbar in der radialen Richtung 103, wie in 4 gezeigt, an den Führungshülsenabschnitt 12 anschließt. Weiterhin weist das Führungselement 10 einen Kragenabschnitt 14 auf, welcher sich in axialer Verlängerung in der axialen Richtung 101, wie in 4 gezeigt, unmittelbar an Führungshülsenabschnitt 12 bzw. den Federtellerabschnitt 13 anschließt. Das Führungselement 10 ist einstückig ausgebildet, wobei der Führungshülsenabschnitt 12, der Federtellerabschnitt 13 und der Kragenabschnitt 14 aus einem gemeinsamen Materialabschnitt gefertigt sind.
Der Führungshülsenabschnitt 12 dient einerseits zur axialen Führung des Führungselements 10 an der Kolbenstange 4 und andererseits zur radialen Abstützung der Zuganschlagfeder 7. Der Führungshülsenabschnitt 12 erstreckt sich dabei radial innerhalb der Zuganschlagfeder 6, wobei die Zuganschlagfeder 6 mit mindestens einer Windung form- und/oder kraftschlüssig an einer Außenmantelfläche 15 des Führungshülsenabschnitts 12, wie in 1 gezeigt, abgestützt ist.
Der Federtellerabschnitt 13 dient einerseits zur Abstützung der Zuganschlagfeder 7 in der axialen Richtung 101 und andererseits zur Abstützung des Pufferelements 11 in der axialen Gegenrichtung 102, wie in 4 gezeigt. Der Federtellerabschnitt 13 erstreckt sich hierzu in einer Radialeben der Längsachse 100, wobei das Pufferelement 11 mit einer axialen Stirnseite formschlüssig, insbesondere flächig, an einer Stützfläche 16 des Federtellerabschnitts 13 abgestützt ist.
Der Kragenabschnitt 14 dient zur Abstützung des Pufferelements 11 in einer radialen Gegenrichtung 104, wie in 4 gezeigt. Der Kragenabschnitt 14 ist dabei als ein zylindrischer Ansatz zu verstehen, welcher sich in der axialen Richtung 101 erstreckt, wobei das Pufferelement 11 mit einer radialen Innenseite formschlüssig, insbesondere flächig, an einer Außenmantelfläche 17 des Kragenabschnitts 14 abgestützt ist. Optional kann das Pufferelement 11 über einen Reibschluss an dem Kragenabschnitt 14 fixiert sein. Das Pufferelement 11 kann hierzu beispielsweise über eine Presspassung auf den Kragenabschnitt 14 aufgepresst sein.
Wie der 2 zu entnehmen, weist der Federtellerabschnitt 13 mehrere in der axialen Richtung 101 abstehende Zinnen 18 auf, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet sind und sich parallel und/oder gleichgerichtet zu dem Kragenabschnitt 14 erstrecken. Die Zinnen 18 dienen einerseits zur formschlüssigen Fixierung des Pufferelements 11 in Umfangsrichtung und andererseits zur Bildung einer axialen Anschlagfläche 19 in der axialen Richtung 101. Beispielsweise kann das Führungselement 10 bei Erreichen des maximalen Federwegs des Pufferelements 11 mit der Anschlagfläche 19 an dem Endanschlag 8 anschlagen. Das Pufferelement 11 ist hierzu derart ausgestaltet, dass bei einer Anlage des Zuganschlages 9 an dem Endanschlag 8 zuerst eine elastische Verformung des Pufferelements 11 erfolgt. Dabei können initiale Kraftspitzen abgebaut und ein definierter, harmonischer Übergang auf die Zuganschlagfeder 7 erfolgen. Somit treten keine Kraftspitzen und daher auch weniger Geräusche im Schwingungsdämpfer 1 auf. Für diesen Effekt benötigt es ein möglichst weiches Pufferelement 11, welches genügend Funktionsweg aufweist, um die initiale Kraftspitze abzubauen und den Übergang zur Zuganschlagfeder 7 abzubilden.
Hierzu weist das Pufferelement 11, wie in 3 dargestellt, einen ringförmigen Grundkörperabschnitt 20 sowie mehrere in axialer Richtung 101 und radialer Richtung 103 abstehende Stützabschnitte 21 auf. Der Grundkörperabschnitt 20 ist umlaufend zu der Längsachse 100 ausgebildet, wobei die Stützabschnitt 21 in der axialen Richtung 101 gleichgerichtet und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind. Im montierten Zustand liegt das Pufferelement 11 formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit einem Innenumfang 22 des Grundkörperabschnitt 20 umlaufend an der Außenmantelfläche des Kragenabschnitts 14 und mit den Stützabschnitten 21 zwischen den Zinnen 18 an.
Die Stützabschnitte 21 weisen an ihrer radialen Innenseite jeweils eine Schrägfläche 23 auf, welche ausgehend von dem Innenumfang 22 in axialer Richtung 101 schräg nach außen verläuft. Somit sind die Schrägflächen 23 in der axialen Richtung divergierend zueinander ausgerichtet. Dadurch, dass die Stützabschnitte 21 mit einer Schräge nach außen laufen, werden diese bei einer Anlage an dem Endanschlag 8 in der radialen Richtung 103 nach außen verformt, wodurch das Führungselement 10 mit einer in der axialen Gegenrichtung 102 gerichteten Rückstellkraft beaufschlagt wird. Durch die Rückstellkraft kann ein Anhaften des Pufferelements 11 an der Kolbenstangenführung 5 verhindert werden. Zudem wird ein Pufferelement 11 vorgeschlagen, welches sich durch ein weiches Verformungsverhalten auszeichnet.
4 zeigt den Zuganschlag 9 in einem Längsschnitt entlang der Längsachse 100. Zwischen den Zinnen 18 und dem Kragenabschnitt 14 ist jeweils ein radialer Ringspalt 24 gebildet, welcher zur Aufnahme des Grundkörperabschnittes 20 dient. Dabei weist der Ringspalt in radialer Richtung eine Breite auf, welche kleiner oder gleich einer radialen Dicke eines zwischen den Stützabschnitten 21 angeordneten Teil des Grundkörperabschnittes 20 entspricht, sodass der Grundkörperabschnitt 20 kraftschlüssig in dem Ringspalt 24 gehalten ist. Weiterhin sind der Ringspalt 24 und der Grundkörperabschnitt 20 derart dimensioniert, dass der Grundkörperabschnitt 20 in der axialen Richtung bündig mit den Zinnen 18 und dem Kragenabschnitt 14, insbesondere der Anschlagfläche 19 abschließt. Die Stützabschnitte 21 überragen den Grundkörperabschnitt 20 dabei in der axialen Richtung, sodass der Zuganschlag 9 bei Erreichen des Endanschlag 8 zuerst mit den Stützabschnitten 18 zur Anlage kommt.
Das Führungselement 10 bzw. der Führungshülsenabschnitt 12 und der Kragenabschnitt 14 weisen eine Gleitfläche 25 auf, welche radial zu einer Innenmantelfläche 26 des Führungshülsenabschnitts 12 abgesetzt ist. Die Gleitfläche 25 ist dabei im Bereich des Kragenabschnitts 14 umlaufend ununterbrochen ausgebildet und im Bereich des Führungshülsenabschnittes 12 umlaufend unterbrochen ausgebildet bzw. abschnittsweise abgesetzt. Die Gleitfläche 25 ist dabei im Bereich des Führungshülsenabschnittes 12 durch mehrere in der axialen Gegenrichtung 102 abschnittsweise erstreckende Teilflächen gebildet, welche in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandet sind. Das Führungselement 10 ist über die Gleitfläche 25 an der Kolbenstange 4 gleitgelagert, wobei durch die abgesetzten Bereiche die mit der Kolbenstange 4 in Kontakt stehende Gleitfläche 25 und damit der Reibungswiderstand reduziert werden kann. Zudem wird sichergestellt, dass die Kolbenstange 4 und der Zuganschlag 9 ausschließlich über die Gleitfläche 25 miteinander in Kontakt stehen.
Bezugszeichen

1: Schwingungsdämpfer
2: innerer Zylinder
3: äußerer Zylinder
4: Kolbenstange
5: Kolbenstangenführung
6: Anbindungsschnittstelle
7: Zuganschlagfeder
8: Endanschlag
9: Zuganschlag
10: Führungselement
11: Pufferelement
12: Führungshülsenabschnitt
13: Federtellerabschnitt
14: Kragenabschnitt
15: Außenmantelfläche
16: Stützfläche
17: Außenmantelfläche
18: Zinnen
19: Anschlagfläche
20: Grundkörperabschnitt
21: Stützabschnitte
22: Innenumfang
23: Schrägfläche
24: Ringspalt
25: Gleitfläche
26: Innenmantelfläche
100: Längsachse
101: axiale Richtung
102: axiale Gegenrichtung
101: radiale Richtung
102: radiale Gegenrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006005621 A1 [0003]

Claims

Zuganschlag (9) für eine Zuganschlagfeder (7) eines Schwingungsdämpfers (1), mit einem Führungselement (10), wobei das Führungselement (10) einen axial erstreckenden Führungshülsenabschnitt (12) zur axialen Führung entlang einer Kolbenstange (4) des Schwingungsdämpfers (1) und einen sich radial nach außen an den Führungshülsenabschnitt (12) anschließenden Federtellerabschnitt (13) zur axialen Abstützung der Zuganschlagfeder (7) aufweist, mit einem Pufferelement (11), wobei das Pufferelement (11) in einer axialen Richtung (101) elastisch an einem Endanschlag (8) des Schwingungsdämpfers (1) abstützbar ist und in einer axialen Gegenrichtung (102) auf einer der Zuganschlagfeder (7) abgewandten Seite an dem Federtellerabschnitt (13) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (10) in axialer Verlängerung zu dem Führungshülsenabschnitt (12) einen Kragenabschnitt (14) ausweist, wobei das Pufferelement (11) radial an dem Kragenabschnitt (14) abgestützt ist.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (11) in einer radialen Richtung (103) und/oder in Umfangsrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Führungselement (10) festgelegt ist.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (11) einen ringförmigen Grundkörperabschnitt (20) sowie mehrere an den Grundkörperabschnitt (20) in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte und zumindest in der axialen Richtung (101) abstehende Stützabschnitte (21) aufweist, wobei die Stützabschnitte (21) zur axialen Abstützung an dem Endanschlag (8) in der axialen Richtung (101) den Kragenabschnitt (14) überragen.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörperabschnitt (20) mit einem Innenumfang (22) in einer radialen Gegenrichtung (104) an einer Außenmantelfläche (17) des Kragenabschnitts (14) anliegt.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörperabschnitt (20) und die Stützabschnitte (21) in der axialen Gegenrichtung (102) an einer Stützfläche (16) des Federtellerabschnitts (13) anliegen.
Zuganschlag (9) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützabschnitte (21) auf einer radialen Innenseite jeweils eine Schrägfläche (23) aufweisen, wobei die Stützabschnitte (21) durch die Schrägflächen (23) bei einer Anlage an dem Endschlag (8) zur Erzeugung einer Rückstellkraft in radialer Richtung (103) elastisch verformbar sind.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schrägflächen (23) ausgehend von dem Innenumfang (22) des Grundkörperabschnittes (20) in der axialen Richtung (101) mit einem nach außen ansteigenden Verlauf und/oder divergierend zueinander erstrecken.
Zuganschlag (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pufferelement (11) als ein einstückiger Elastomerkörper ausgebildet ist.
Zuganschlag (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Federtellerabschnitt (13) an seiner dem Pufferelement (11) zugewandten Seite mehrere axial vorstehende Zinnen (18) aufweist, wobei das Pufferelement (11) in Umfangsrichtung formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit den Zinnen (18) in Eingriff steht.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützabschnitte (21) in der radialen Richtung (103) von dem Grundkörperabschnitt (20) abstehen, wobei das Pufferelement (11) mit den Stützabschnitten in Umfangsrichtung formschlüssig zwischen den Zinnen (18) angeordnet ist.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen den Zinnen (18) und dem Kragenabschnitt (14) ein radialer Ringspalt (24) gebildet ist, wobei das Pufferelement (11) mit dem Grundkörperabschnitt (20) formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Ringspalt (24) aufgenommen ist.
Zuganschlag (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragenabschnitt (14) und/oder der Führungshülsenabschnitt (12) an einer radialen Innenseite eine Gleitfläche (25) zur gleitenden Anlage an der Kolbenstange (4) aufweisen.
Zuganschlag (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitfläche (25) gegenüber einer Innenmantelfläche (26) des Führungshülsenabschnitts abgesetzt ist.
Zuganschlag (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungshülsenabschnitt (12) mit seiner Außenmantelfläche (15) in radialer Richtung (103) formschlüssig und/oder kraftschlüssig an der Zuganschlagfeder (7) abstützbar ist.
Schwingungsdämpfer (1) mit dem Zuganschlag (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.