DE10331050A1

DE10331050A1 - Kolben für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE10331050A1
Application number: DE10331050A
Authority: DE
Inventors: Stefan Flotman; Oliver Friedrich; Bodo Krause; Ralf Liebschwager; Yvonne Marek; Marco Schreiner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Ein Kolben (1) für einen Schwingungsdämpfer umfaßt einen Kolbenkörper (2) mit einem erhabenen Führungsabschnitt (9) an seinem Außenumfang und eine an dem Führungsabschnitt (9) angeordnete Dichthülse (12) aus einem gleitfördernden Material. Der Kolbenkörper (2) ist napfförmig ausgebildet und als Tiefziehteil aus Blech hergestellt. Die Dichthülse (12) ist als geschlossener Ring ausgebildet und auf den Führungsabschnitt (9) aufgezogen. Der Kolben (1) zeichnet sich bei Aufrechterhaltung einer guten Abstützung und Führung durch eine verbesserte Herstellbarkeit und Funktionalität aus. Weiterhin wird ein entsprechender Schwingungsdämpfer angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Kolbenkörper mit einem erhabenen Führungsabschnitt an seinem Außenumfang und eine an dem Führungsabschnitt angeordnete Dichthülse aus einem gleitfördernden Material.
Kolben für Schwingungsdämpfer sind in mannigfaltigen Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik allgemein bekannt. Zu deren Herstellung werden unterschiedliche Fertigungsverfahren eingesetzt. So ist unter anderem möglich, Kolben aus Sintermetall zu fertigen oder spanend aus einem Rohling herzustellen.
Bei Kolben aus Sintermetall bestehen Festigkeitsprobleme, wenn gleichzeitig eine große Abstützbasis realisiert werden soll, über welche dieser an einer zylindrischen Innenwand gleitet, um eine Kolbenstange möglichst stabil zu führen. Zu große Axiallängen der Abstützbasis am Kolben können im Falle von über die Kolbenstange eingebrachten Biegemomenten Schäden am Kolben verursachen. Im Zusammenhang mit Sinterkolben kommt daher der zusätzlichen Kolbenstangenführung am Schwingungsdämpfer eine große Bedeutung zu. Die Abstützbasis am Kolben wird hingegen eher kurz gehalten.
Dieses Problem läßt sich zwar durch aus dem Vollen gedrehte Kolben vermeiden, so daß in diesem Fall an die Kolbenstangenführung geringere Anforderungen gestellt werden können. Jedoch ist der Fertigungs- und Materialaufwand für den Kolben hierbei sehr hoch.

Weiterhin ist aus der DE 31 23 575 A1 ein Kolben der eingangs genannten Art bekannt, der aus einem Rohr hergestellt ist. Der Kolben ist hierbei integral mit der hohlen Kolbenstange ausgebildet, die dadurch sehr leicht wird. Gleichzeitig läßt sich eine verhältnismäßig große Abstützbasis am Kolben erzielen. Jedoch bleibt dabei die wirksame Kolbenfläche klein.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Aufrechterhaltung einer guten Abstützung und Führung des Kolbens in einem Schwingungsdämpfer die Herstellbarkeit und Funktionalität des Kolbens zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch einen Kolben mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Dieser zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß der Kolbenkörper napfförmig ausgebildet und als Tiefziehteil aus Blech hergestellt ist, und daß die Dichthülse als geschlossener Ring ausgebildet und auf den Führungsabschnitt aufgezogen ist.

Ein solcher Kolben läßt sich besonders einfach fertigen. Insbesondere sind hierbei größere Durchmesserverhältnisse von Kolbenaußendurchmesser zu Kolbenstangenaußendurchmesser möglich, als bei einem Schwingungsdämpfer nach der DE 31 23 575 A1 .

Darüber hinaus bietet der erfindungsgemäße Blechkolben insbesondere im Vergleich zu Sinterkolben eine große Abstützbasis im Dämpfer und ermöglicht damit eine hohe Bauteilbelastbarkeit bzw. eine Verringerung der Belastung bei gleichbleibender Außengeometrie.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Dichthülse als Folie ausgebildet. Die Beschichtung kann bei entsprechender Ausbildung der Außenkontur aber auch als Direktbeschichtung, z. B. Gleitlack aufgetragen werden.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, ein Dichtband zur Führung und einen Kolbenring zur Abdichtung einzusetzen.

Vorzugsweise wird der napfförmige Kolbenkörper mit einem sich quer zur Längsachse erstreckenden Wandabschnitt ausgebildet, an dem eine Befestigungseinrichtung für eine mit diesem zu verbindende Kolbenstange vorgesehen ist. Derartige Kolbenkörper lassen sich als Tiefziehteil unproblematisch herstellen und ermöglichen gegenüber der DE 31 23 575 A1 eine Entkopplung des Kolbendurchmessers und des Kolbenstangendurchmessers.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Längsschnittansicht durch das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kolbens, und in
2 eine Ansicht von oben auf den Kolben.
Das in den 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Kolben 1 für einen Schwingungsdämpfer. Der Kolben 1 wird in seiner Geometrie vorwiegend durch einen als napfförmiges Tiefziehteil ausgebildeten Kolbenkörper 2 bestimmt. Der Kolbenkörper 2 weist eine im wesentlichen zylindrische Außenwand 3 auf, welche an einem Ende durch einen sich quer zur Längsachse A erstreckenden Wandabschnitt 4 verschlossen ist.
Der Wandabschnitt 4 besitzt eine zentrale Einsenkung 5, in deren Mitte eine Öffnung 6 vorgesehen ist. Diese Öffnung 6 dient als Befestigungseinrichtung für eine hier nicht näher dargestellte Kolbenstange, welche im Bereich der Einsenkung 5 mit dem Wandabschnitt 4 bzw. dem Kolben 1 axial verspannt wird. Hierdurch können der Außendurchmesser des Kolbens 1 und der Außendurchmesser der Kolbenstange frei gewählt werden.
Weiterhin befinden sich an dem quer zur Längsachse A verlaufenden Wandabschnitt 4 eine oder auch mehrere Drosselöffnungen 7, welche ein Durchströmen in Axialrichtung erlauben. Gegebenenfalls in dem Kolben 1 angeordnete Ventileinrichtungen sind hier nicht dargestellt.
Die Außenwand 3 des Kolbenkörpers 2 weist einen ersten, im wesentlichen zylindrischen Wandabschnitt 8 auf, der an den sich in Querrichtung erstreckenden Wandabschnitt 4 anschließt. Der zylindrische Wandabschnitt 8 wird in Richtung der offenen Seite des Kolbenkörpers 2 durch einen Führungsabschnitt 9 fortgesetzt, der einen etwas größeren Außendurchmesser aufweist, als der zylindrische Wandabschnitt 8. Auf den Führungsabschnitt 9 folgt wiederum eine Durchmesserverjüngung in Form einer umlaufenden Nut 10, an welche axial eine nach außen vorspringende, jedoch einwärts gekrümmte Krempe 11 anschließt. Letztere, sowie der Führungsabschnitt 9 heben sich radial etwas von dem Außenumfang des Kolbenkörpers 2 ab. Dabei macht der Führungsabschnitt 9 etwa 25 bis 40 Prozent der Axiallänge des Kolbenkörpers 2 aus.
Der Kolben 1 umfaßt weiterhin eine Dichthülse 12 aus einem gleitfördernden Material. Diese Dichthülse 12 ist an dem Führungsabschnitt 9 festgelegt. Sie ist hier als geschlossener Ring ausgebildet und auf den Führungsabschnitt 9 aufgezogen. Im Zusammenbauzustand des Schwingungsdämpfers stützt sich der Kolben 1 mit seinem Führungsabschnitt 9 über die Dichthülse 12 an einer zylindrischen Innenwand ab. Die Dichthülse 12 ist dabei geringfügig länger ausgebildet, als der Führungsabschnitt 9, so daß ihre Axiallänge im Bereich von etwa 25 bis 40 Prozent derjenigen des Kolbenkörpers 2 liegt.
Auf diese Weise wird eine ausreichend große Abstützbasis am Kolben 1 für die Führung der Kolbenstange gewährleistet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Dichthülse 12 als Folie ausgebildet und somit besonders dünn. Als gleitförderndes Material kommt für die Dichthülse 12 insbesondere PTFE oder ein PTFE-Compound in Frage.
Zur besseren Festlegung der Dichthülse 12 können an dem Führungsabschnitt 9 Oberflächenmuster in Form von Vertiefungen vorgesehen werden. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere kleine Umlaufrillen 13 in die Oberfläche eingeprägt.
Die Dichthülse 12 kann auf den Führungsabschnitt 9 aufgeschrumpft werden. Zusätzlich können an der Innenseite der Dichthülse 12 Erhebungen bzw. Rippen 14 vorgesehen werden, welcher in die Rillen 13 eingreifen. Weiterhin ist es denkbar, die Dichthülse 12 mit dem Kolbenkörper 2 zu verkleben. Andererseits kann der Kolbenkörper auch mit einem PTFE-Compound direktbeschichtet werden.
Um die Gefahr von Beschädigungen der Dichthülse 12 oder für ein Ablösen derselben zu vermindern, erstreckt sich ein Randabschnitt 15 der Dichthülse 12 in die an den Führungsabschnitt 9 angrenzende Nut 10. Der in Axialrichtung gegenüberliegende Randabschnitt 16 kann hingegen als Dichtlippe ausgebildet werden. Alternativ ist auch ein Dichtband zur Abstützung und ein Kolbenring zur Abdichtung einsetzbar.
Der vorstehend erläuterte Kolben 1 zeichnet sich bei Aufrechterhaltung einer guten Abstützung und Führung durch eine verbesserte Herstellbarkeit und Funktionalität aus.

1: Kolben
2: Kolbenkörper
3: Außenwand
4: Wandabschnitt in Querrichtung
5: Einsenkung
6: Öffnung
7: Drosselöffnung
8: zylindrischer Wandabschnitt der Außenwand 3
9: Führungsabschnitt
10: Nut
11: Krempe
12: Dichthülse
13: Rillen
14: Rippen
15: Randabschnitt
16: Randabschnitt

Claims

Kolben für einen Schwingungsdämpfer, umfassend: einen Kolbenkörper (2) mit einem erhabenen Führungsabschnitt (9) an seinem Außenumfang, und eine an dem Führungsabschnitt (9) angeordnete Dichthülse (12) aus einem gleitfördernden Material, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkörper (2) napfförmig ausgebildet und als Tiefziehteil aus Blech hergestellt ist, und daß die Dichthülse (12) als geschlossener Ring ausgebildet und auf den Führungsabschnitt (9) aufgezogen ist.
Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12) als Folie ausgebildet ist.
Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12) aus PTFE oder einem PTFE-Compound besteht.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12) auf den sich an der Außenwand (3) des Kolbens (1) radial abhebenden Führungsabschnitt (9) aufgeschrumpft ist.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12) und der erhabene Führungsabschnitt (9) sich beide über 25 Prozent bis 40 Prozent der Axiallänge des Kolbenkörpers (2) erstrecken, wobei die Dichthülse (12) in Axialrichtung länger ist, als der Führungsabschnitt (9).
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Führungsabschnitt (9) Oberflächenmuster in Form von Vertiefungen ausgebildet sind.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Führungsabschnitt (9) Oberflächenmuster in Form von mehreren Rillen (13) ausgebildet sind.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Randabschnitt (15) der Dichthülse (12) in einer an den Führungsabschnitt (9) angrenzenden Nut (10) liegt.
Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der napfförmige Kolbenkörper (2) einen sich quer zur Längsachse (A) erstreckenden Wandabschnitt (4) aufweist, an dem eine Befestigungseinrichtung für eine mit diesem zu verbindende Kolbenstange vorgesehen ist.
Kolben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der quer zur Längsachse (A) verlaufende Wandabschnitt (4) mindestens eine Drosselöffnung (7) aufweist.
Schwingungsdämpfer mit einem Kolben (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche.