DE19723795A1

DE19723795A1 - Einteilige Stoßdämpferrohre mit und ohne Boden sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE19723795A1
Application number: DE1997123795
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Ing Jansen; Thomas Steinhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Janssen Manfred Dr-Ing 08412 Werdau De Stein
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1997-06-06
Publication date: 1998-12-10

Description

Die Erfindung betrifft einteilige Stoßdämpferrohre mit und ohne Boden vorzugsweise für Kfz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung der einteiligen Stoßdämpferrohre mit und ohne Boden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Stoßdämpferzylinder- und Stoßdämpferbehälterrohre werden heute aus Rohr mit angeschweißten Böden gefertigt. Die Wanddicken betragen dabei im allgemeinen mindestens 1 mm. Die Produktivität dieses Herstellungsprozesses ist aber gering. Das Schweißen mit Zusatzwerkstoff ist aufwendig und neigt zu Fehlern. Die Wanddicken lassen sich nicht nennenswert verringern. Ein weiteres Verfahren besteht im Umkümpeln des Rohres und wenn erforderlich, Einlegen des Bodens. Die Produktivität dieses Verfahrens ist ebenfalls nicht hoch. Schließlich gibt es Fließpressen aus Rundstahlabschnitten. Hier steigt die Anzahl der Verfahrensschritte mit abnehmender Wand und wachsenden Rohrlängen. Das Verfahren ist werkzeugintensiv und aufwendig im Ganzen, die Taktzeiten sind zu lang. Die üblicherweise eingesetzten Werkstoffe sind St 37 oder St 52.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine hochproduktive Massenfertigung mit der erforderlichen Schmierung für den Herstellungsprozeß, einem Korrosionsschutz und guten Laufeigenschaften für die Dichtungen zu verbinden. Außerdem sollen durch minimale Wandstärken das Gewicht verringert und durch einteilige Lösungen von Stoßdämpferrohr mit Boden dem Konstrukteur neue gewichts- und kostensparende Lösungen ermöglicht werden.

Dies wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 und 10 genannten Merkmalen erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.

Ausgangsmaterial der Stoßdämpferrohre sind entweder aus Band tiefgezogene Näpfe oder an einem Ende umgekümpelte Rohre. Die Ausgangsteile werden mit einer schmierenden Oberflächenbeschichtung versehen, die später gleichzeitig Korrosionsschutz bietet. Aufgrund des gewählten Werkstoffs, der eine hohe Umformfähigkeit mit Festigkeit und Oberflächenhärtbarkeit verbindet, lassen sich Napf oder Rohr auf einem Dorn durch 2-4 Ziehringe stoßen und so zu dünneren Wänden abstrecken. Dabei bleibt die Ausgangswanddicke des Bodens bestehen, was für die Druckbeanspruchung günstig ist. Der Innendurchmesser des Napfes ist auch der Innendurchmesser des abgestreckten Rohres. Dies gilt auch für das Abstrecken mit Drückrollen.

Die Umformgeschwindigkeit des Abstreckvorganges läßt sich bis zu 800 fertigen Teilen je Minute steigern. Zum Schluß wird die Hülse mit Boden vom Dorn abgestreift und das freie Ende mit Rollmessern beschnitten. Beste Bodenformen lassen sich bereits bei der Napfherstellung ausbilden.

Nach den Hauptfunktionen unterteilen sich die Stoßdämpferrohre in Stoßdämpferbehälter- und Stoßdämpferzylinderrohre.

Stoßdämpferbehälterrohre sind Schutzrohre, die im allgemeinen dünn sein können, aber gut korrosionsgeschützt sein müssen. Diese Rohre sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gut und leicht herzustellen.

Stoßdämpferzylinderrohre sind hochwertige Rohre mit engen Toleranzen von 0,04 mm absolut am Innendurchmesser und exzellenten Innenoberflächen. Für beides ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

Die Beschichtung kann eine verbundstabile Konversionsschicht, zum Beispiel eine Phosphatschicht, die in verschiedenen Bädern aufgetragen wird, oder eine Metallschicht sein, zum Beispiel Zink oder Zinn. Die Schichtdicken betragen nicht über 10 µm.

Das Stoßen durch die Ziehringe, von denen auch mehrere unmittelbar hintereinander angeordnet sein können, kann mit Hilfe zweier Vorrichtungen vorgenommen werden. Bei der einen Vorrichtung stehen die Ziehringe auf einer Längsachse hintereinander und ein hydraulischer oder mechanischer Stößel stößt den Dorn mit dem Napf durch die Ziehringe. Bei der anderen Vorrichtung bewegt sich der Dorn mit dem Napf durch einen Kurbeltrieb vor und zurück. In der Vorwärtsbewegung stößt der Dorn durch einen Ziehring, wobei die Ziehringe auf einer Scheibe angeordnet sind und jedesmal ein anderer Ziehring in der festgelegten Reihenfolge vor dem Dom positioniert wird. Schließlich ist auch das Abstrecken mittels Drückrollen möglich.

Nachfolgend wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Schnitt durch einen Stoßdämpfer,

Fig. 2 den schematischen Schnitt durch ein Stoßdämpferzylinderrohr mit Drahtumwicklung,

Fig. 3 die Ansicht der Vorrichtung zur Fertigung von Stoßdämpferrohren mit längs hintereinander angeordneten Ziehringen,

Fig. 4 die Ansicht der Vorrichtung von Stoßdämpferrohren mit Kurbeltrieb und auf einer Scheibe angeordneten Ziehringen,

Fig. 5 die Ansicht der Vorrichtung zur Fertigung von Stoßdämpferrohren mit Kurbeltrieb und auf einer Scheibe angeordneten Ziehringen, um 90 grd. gedreht gegenüber der Ansicht aus Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 besteht der Stoßdämpfer (hier ein Zweirohrstoßdämpfer) aus einem Schutzrohr 1, einem Behälterrohr 2 und einem Zylinderrohr 3 sowie der Kolbenstange 4, ebenfalls in Rohrausführung mit Kolben 5 und Dichtung 6. Die Kolbenstange 4 hebt und senkt sich, wobei das Öl durch den Kolben 5 und den Boden 7 fließt und dabei die Bewegung behindert, also dämpft. Alle Rohrteile können als Rohr mit Boden oder mit umgekümpelten Enden nach dem Vorschlag dieser Erfindung ausgeführt werden.

Werden die Wanddicken der Stoßdämpferrohre auf 0,2 bis 0,1 mm verringert, können die Stoßdämpferrohre auch mit einem Zusatzwerkstoff ummantelt sein. Gemäß Fig. 2 besteht eine Variante darin, umwickelte Behälterrohre 2 und Zylinderrohre 3 mit Draht 8 zu umwickeln, um die Drücke aufzunehmen.

Die Arbeitsabfolge des neuen hochproduktiven Verfahrens zur Herstellung von Stoßdämpferrohren ist folgende:

1. Einsatz des beschichteten Bleches als Ausgangsmaterial, wobei vorzugsweise verzinktes oder verzinntes Stahlblech oder -band Verwendung findet.
2. Herstellung der Ausgangsrohre bzw. Näpfe durch ein geeignetes Umformverfahren, z. B. Tiefziehen.
3. Abstrecken der Ausgangsrohre bzw. Näpfe auf einem Dorn durch Ziehringe (und nachfolgendes Abstreifen).
4. Beschneiden der freien Enden des Rohres bzw. Napfes.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine neuartige und hochproduktive Massenfertigung von Stoßdämpferrohren möglich.

Durch das Abstrecken des Rohres auf minimale Wanddicken unter Beibehaltung der Ausgangswanddicke im Bodenbereich werden elegante und kostensparende Lösungen möglich. Mit der Anwendung einer geeigneten Beschichtung wird sowohl die Schmierung bei der Fertigung als auch der Korrosionsschutz beim späteren Einsatz gewährleistet. Dazu kommt erstmalig beidseitig verzinktes oder verzinntes Stahlblech als Ausgangswerkstoff für Stoßdämpferrohre zur Anwendung.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Stoßdämpferrohren kann gemäß Fig. 3 als längsorientierte Stoßvorrichtung ausgeführt werden. Bei der längsorientierten Anordnung der Ringe 9 wird die Dornstange 10 mit dem Rohr 11 von dem Hydraulikzylinder 12 bewegt. Zum Abstrecken wird die Dornstange 10 mit dem Rohr 11 in Pfeilrichtung bewegt und das Rohr wird durch die Ringe 9 abgestreckt. Vor dem Rückzug der Dornstange 10 fallt ein aus Segmenten bestehender Abstreifer 13 auf die Dornstange 10 und sorgt für das Abstreifen des abgestreckten Rohres 11. Die Schmierung dieser Vorgänge erfolgt durch die Oberflächenbeschichtung des Rohres 11.

Im Falle der kompakten Stoßvorrichtung gemäß Fig. 4 und Fig. 5 übernimmt der Kurbeltrieb 14 den Antrieb der Dornstange 15, die das Rohr 16 durch die Ringe 17, 18 usw. stößt. Nachdem der Kurbeltrieb Dornstange 15 und Rohr 16 wieder zurückgezogen hat, dreht sich die Scheibe 19 und bringt einen weiteren Ring in Stoßposition. Der Abstreifer 13 fällt auf die Dornstange 15, wenn die Ausnehmung 20 der Scheibe 19 die Domstange 15 mit dem Rohr 16 freigibt und gestattet so beim Rückzug der Dornstange 15 das Abstreifen des Rohres 16.

Als Werkstoff mit ausreichend Dehnung kommen 30 Mn 5 oder 34 Mn B 5 oder ähnliche Werkstoffe zum Einsatz. Die Dehnungen betragen 25-35%, die Zugfestigkeiten 550-650 N/mm². Der Kohlenstoffgehalt läßt auch Vergütungen und Oberflächenhärten ohne Aufkohlen zu. Die Wanddicken werden auf 0,8 bis 0,5 mm verringert, äußerstenfalls auch bis 0,1 mm, wobei dann auch ein Stützmantel oder Stützgeflecht aus Draht oder Band, aus Stahl oder Faserwerkstoffen, zum Beispiel Kohlenfaser, oder anderen Kunststoffen eingesetzt wird, um die Druckbelastung aufzufangen.

Claims

1. Einteilige Stoßdämpferrohre mit oder ohne Boden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1, 2, 3) aus einem tiefziehfähigen und dennoch festen und oberflächenhärtbaren Werkstoff bestehen, kleine Wanddicken unter 1 mm aufweisen und ihre Oberfläche innen und außen mit einer Beschichtung versehen ist, die geringe Rauhigkeit mit guten Laufeigenschaften für Dichtungen (6) und gutem Korrosionsschutz verbindet und die bereits am Ausgangsblech oder -rohr aufgetragen ist.

2. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff aus 30 Mn 5 oder 30 Mn B 5 besteht.

3. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke 0,8 bis 0,1 mm beträgt.

4. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung in einer verbundstabilen Konversionsschicht besteht.

5. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verbundstabile Konversionsschicht in einer Phosphatschicht besteht.

6. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbeschichtung aus einem Metall besteht.

7. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht aus Zink oder Zinn besteht.

8. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß äußerst dünnwandige Stoßdämpferrohre von einem Stützmantel (8) umgeben sind.

9. Einteilige Stoßdämpferrohre nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützmantel aus Stützdraht oder Stützgeflecht, aus Stahl, Kohlenstoffaser oder sonstigem Kunststoff besteht.

10. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren mit oder ohne Boden, bei dem napfförmig vorgeformte Rohlinge aus Blech oder Rohr mit umgekümpelten Enden auf Dornen durch Ringe gestoßen und abgestreckt werden und die zylindrischen Hohlkörper anschließend an einem oder an beiden Enden beschnitten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierung in einer für eine kontinuierliche Mehrstufenumformung geeigneten Oberflächenbeschichtung besteht, die hohe Wanddickenabnahmen auf einen Zehntelbereich der Ursprungswanddicke bei hohen Abstreckgeschwindigkeiten ermöglichen.

11. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke auf 0,8 bis 0,1 mm abgestreckt wird.

12. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Fertigrohre um 800 pro Minute beträgt.

13. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Kurbeltrieb (14) verbundener Stößel (15) das Rohr auf einen Dorn aufnimmt, es nacheinander in schneller Folge jeweils durch einen Ring (17) stößt und wieder zurückzieht, wobei die abgestuften Ringe in einem Drehteller (19) befestigt sind, der nach jedem Abstreck- und Rückziehtakt wieder einen neuen oder mehrere unmittelbar hintereinander angeordnete Ziehringe in Position bringt und zum Schluß die Ausnehmung (20) in dem Drehteller in Arbeitsstellung bringt, wobei ein Abstreifring (13) auf die Dornstange fällt und beim Rückziehen das abgestreckte Rohr (16) abstreift, und wobei die Schmierung außen das Stoßen durch die Ringe und innen das Abstreifen vom Dorn ermöglicht.

14. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulisch oder mechanisch arbeitender Stößel (10) das Rohr (11) auf einen Dorn aufnimmt und es nacheinander in kontinuierlicher Translation durch mehrere Ziehringe (9) stößt, die hintereinander und in geeignetem Abstand in Längsrichtung aufgereiht sind, wobei nach dem Passieren des letzten Ziehringes ein Abstreifring (13) auf die Dornstange fällt, so daß beim Zurückziehen der Dornstange das Stoßdämpferrohr von der Dornstange abgestreift wird und wobei die Schmierung außen das Stoßen durch die Ringe und innen das Abstreifen vom Dorn ermöglicht.

15. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehringe unmittelbar hintereinander angeordnet sind.

16. Verfahren zur Herstellung von Stoßdämpferrohren nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstrecken mittels Drückrollen erfolgt.