DE10320001B3

DE10320001B3 - Schwingungsdämpfer mit einer Hubanschlagfeder

Info

Publication number: DE10320001B3
Application number: DE2003120001
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Pradel (FH); Frank Dipl.-Ing. Manger
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-05-07
Also published as: FR2854672A1

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange durch eine Kolbenstangenführung axial beweglich gelagert ist, wobei ab einer definierten Hublage der Kolbenstange eine schraubenförmige Hubanschlagfeder wirksam ist, die zur Befestigung formschlüssig mit dem Zylinder verbunden ist, wobei der Zylinder zumindest partiell eine Umformfestigkeit aufweist, die derart bemessen ist, dass bei einer Hubanschlagstellung der Kolbenstange aufgrund der damit verbundenen Durchmesservergrößerungen des Windungsdurchmessers der Hubanschlagfeder ein Formschluss-Profil innerhalb des Zylinders entsteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Vielfach werden in Schwingungsdämpfern Hubanschlagfedern, insbesondere Zuganschlagfedern verwendet, die hubabhängig eine zusätzliche Kraft auf die ein- oder ausfahrende Kolbenstange ausüben sollen. Es gibt vielfältige Möglichkeiten, wie die Hubanschlagfeder innerhalb des Zylinders des Schwingungsdämpfers befestigt werden kann.

Die DE 28 53 914 A1 beschreibt eine Zuganschlagfeder, die kraftschlüssig mit dem Zylinder des Schwingungsdämpfers eine Presspassung eingeht. Bei dieser Vorgehensweise muss unbedingt darauf geachtet werden, dass kein Abrieb am Zylinder entsteht, der ein Ventil innerhalb des Schwingungsdämpfers in seinem Betriebsverhalten negativ beeinflussen könnte.

Die DE 195 13 469 C1 beschreibt einen Zylinder, der mit einer Bördelrille versehen ist, die in eine Endwindung der Zuganschlagfeder eingreift. Für eine Bördelrille muss ein Formwerkzeug in das offene Ende des Zylinders eingeführt werden. Dafür ist ein entsprechender Fertigungsaufwand zu betreiben.

In den weiteren Ausführungsbeispielen der DE 195 13 469 C1 ist offenbart, dass mit der Kolbenstangenführung ein Sicherungselement verbunden sein kann, dass in eine Windung der Zuganschlagfeder eingreift. Das Sicherungselement übernimmt auch die Zentrierfunktion des Zylinders zu einem äußeren Zylinder. Damit ist eine Leckagestelle zwischen dem inneren und dem äußeren Zylinder möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einer Flubanschlagfeder zu realisieren, die mit einem geringen Aufwand innerhalb des Zylinders fixiert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Zylinder zumindest partiell eine Umformfestigkeit aufweist, die derart bemessen ist, dass bei einer Hubanschlagstellung der Kolbenstange aufgrund der damit verbundenen Durchmesservergrößerungen des Windungsdurchmessers der Hubanschlagfeder ein Formschluss-Profil innerhalb des Zylinders entsteht.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Hubanschlagfeder nicht mit einer besonders großen Presspassung in den Zylinder eingeschoben werden muss, so dass praktisch kein Abrieb entsteht, der später in 'den Ventilen des Schwingungsdämpfers einen Schaden verursachen könnte. Des weiteren sind keine zusätzlichen Bauteile zur axialen Fixierung der Hubanschlagfeder nötig.

Die Wandstärke des Zylinders wird in erster Linie von den zu erwartenden Spitzendrücken im Zylinder bestimmt. Bei besonders hohen Spitzendrücken und einer damit verbundenen größeren Wandstärke kann es deshalb sinnvoll sein, dass der Zylinder in einem definierten Haltebereich für die Hubanschlagfeder eine reduzierte Wandstärke aufweist. Die reduzierte Wandstärke stellt keine te Wandstärke aufweist. Die reduzierte Wandstärke stellt keine Reduzierung der maximal zulässigen Spitzendrücke dar, da mit dem Einprägen des Formschluss-Profils eine Kaltverfestigung des Zylinders verbunden ist, die sich festigkeitssteigernd auswirkt.

Um die Einprägtiefe der Windung in den Zylinder zu vergrößern, weist die Kolbenstangenführung eine konische Spreizfläche für die Hubanschlagfeder auf.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird der Zylinder direkt von der Kolbenstangenführung radial geführt. Trotz des Formschluss-Profils ist kein Halteteil notwendig, das den Zylinder zur Kolbenstangenführung zentriert.

Zur Vergrößerung der Einprägtiefe der Windung der Hubanschlagfeder sind unterstützende Maßnahmen möglich. So kann die Kolbenstange einen Hubanschlagträger aufweisen, der in Reibkontakt mit der Hubanschlagfeder steht. Wird die Kolbenstange im Betrieb oder in der Fertigung des Schwingungsdämpfers gedreht, dann kann sich der Windungsdurchmesser der Hubanschlagfeder vergrößern und tiefer in den Zylinder eindrücken.

In diesem Zusammenhang weist der Hubanschlagträger eine in Richtung der Hubanschlagfeder profilierte Oberfläche aufweist, um die Übertragung der Drehbewegung der Kolbenstange auf die Hubanschlagfeder zu sichern.

Zusätzlich kann die Hubanschlagfeder einen Profilträger für eine Drehmitnahme der Hubanschlagfeder ausgehend von der Kolbenstange aufweisen. Der Profilträger kann ein an der Endwindung ausgeführter Ring oder eine spezielle bearbeitete Endwindung sein, die z. B. eine Art Stirnverzahnung aufweist.

Als weitere unterstützende Maßnahme kann die Kolbenstange mit einer Drehmomentübertragungsfläche ausgeführt sein. Bei der Montage kann die Kolbenstange z. B. in die maximale Hubstellung gebracht werden und dabei über die Drehmo mentübertragungsfläche mit einem Werkzeug zum Zylinder verdreht werden, um die Aufweitbewegung der Hubanschlagfeder zu maximieren.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die einzige Figur zeigt einen Teilausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1, der einen Zylinder 3 umfasst, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich durch eine Kolbenstangenführung 7 gelagert ist. Der Zylinder wird über sein oberes Ende direkt von der Kolbenstangenführung 7 radial geführt. Konzentrisch zum Zylinder 3 ist ein Behälterrohr 9 angeordnet, wobei eine Kolbenstangendichtung 11 den gesamten Schwingungsdämpfer verschließt. Innerhalb des Zylinders 3 ist eine schraubenförmige Hubanschlagfeder 13 angeordnet. Prinzipiell kann die Hubanschlagfeder bodenseitig zum Zylinder oder in Richtung der Kolbenstangenführung verwendet werden, um die Ein- oder Ausfahrbewegung der Kolbenstange zu beeinflussen. Zur axialen Fixierung der Hubanschlagfeder verfügt der Zylinder über einen definierten Haltebereich 15, der ggf. eine reduzierte Wandstärke s aufweisen kann. Des weiteren kann die Hubanschlagfeder 13 im Bereich der Endwindung in Richtung der Kolbenstangenführung 7 einen größeren Windungsdurchmesser aufweisen als im restlichen Längenbereich, damit kein Reibkontakt zwischen dem Zylinder und der Hubanschlagfeder auftritt.
Die Kolbenstange weist einen Hubanschlagträger 17 auf, der ab einer definierten Hublage mit der Hubanschlagfeder in Reibkontakt steht. Dazu verfügt der Hubanschlagträger ein in Richtung der Hubanschlagfeder ausgeführte profilierte Oberfläche 19, z. B. in der Form einer Stirnverzahnung. Die Hubanschlagfeder 13 weist wiederum einen Profilträger 21 für eine Drehmitnahme der Hubanschlagfeder ausgehend von der Kolbenstange auf. Die profilierte Oberfläche des Hubanschlagträgers und der Profilträger bilden eine Profilververbindung.
Bei der Montage verfügt der Zylinder auf seiner gesamten Länge über einen konstanten Innendurchmesser. Die Hubanschlagfeder wird in den Haltebereich des Zylinders geschoben, wobei u. U. eine leichte Presspassung zwischen der Hubanschlagfeder und dem Zylinder vorliegt.
Bei geschlossenem Schwingungsdämpfer lässt man die Kolbenstange eine Hubbewegung ausführen, bei der die Hubanschlagfeder von dem Hubanschlagträger 17 gespannt wird. Dabei tritt eine Durchmesservergrößerung des Windungsdurchmessers der Hubanschlagfeder 13 auf, wodurch sich die Windung in den Zylinder 3 einprägt und innerhalb des Zylinders ein Formschluss-Profil 23 entsteht. Zur Steigerung der Durchmesservergrößerung weist die Kolbenstange der Hubanschlagfeder im Haltebereich 15 eine konische Spreizfläche 25 auf, die am Innendurchmesser der Hubanschlagfeder angreift und zusätzlich eine Durchmesservergrößerung bewirkt.
Des weiteren kann mittels einer Drehmomentübertragungsfläche 27 an der Kolbenstange eine Drehbewegung in die Kolbenstange 5 eingeleitet werden, die über den Hubanschlagträger 17 und den Profilträger 21 auf die Hubanschlagfeder 13 übertragen wird und ebenfalls zu einer Durchmesservergrößerung der Hubanschlagfeder führt, um die Tiefe des Formschluss-Profils 23 zu steigern.

Claims

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange durch eine Kolbenstangenführung axial beweglich gelagert ist, wobei ab einer definierten Hublage der Kolbenstange eine schraubenförmige Hubanschlagfeder wirksam ist, die zur Befestigung formschlüssig mit dem Zylinder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) zumindest partiell eine Umformfestigkeit aufweist, die derart bemessen ist, dass bei einer Hubanschlagstellung der Kolbenstange (5) aufgrund der damit verbundenen Durchmesservergrößerungen des Windungsdurchmessers der Hubanschlagfeder (13) ein Formschluss-Profil (23) innerhalb des Zylinders (3) entsteht.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) in einem definierten Haltebereich (15) für die Hubanschlagfeder (13) eine reduzierte Wandstärke (s) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenführung (7) eine konische Spreizfläche (25) für die Hubanschlagfeder (13) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) direkt von der Kolbenstangenführung (7) radial geführt wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (5) einen Hubanschlagträger (17) aufweist, der in Reibkontakt mit der Hubanschlagfeder (13) steht.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubanschlagträger (17) eine in Richtung der Hubanschlagfeder (13) profilierte Oberfläche (19) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubanschlagfeder (13) einen Profilträger (21) für eine Drehmitnahme der Hubanschlagfeder (13) ausgehend von der Kolbenstange (5) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (5) mit einer Drehmomentübertragungsfläche (27) ausgeführt ist.