DE19855974C1 - Damping piston mounting for motor vehicle shock absorber shaft has shaft with end pin having grooves to receive axially preloaded end collar - Google Patents
Damping piston mounting for motor vehicle shock absorber shaft has shaft with end pin having grooves to receive axially preloaded end collarInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Befestigung eines Dämpfkolbens und/oder eines Widerlagers für ein Vorspannelement eines Dämpfventils auf einer Kolbenstange, insbesondere für hydraulische Schwingungsdämpfer, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to the attachment of a damping piston and / or an abutment for a biasing element of a damping valve on a piston rod, in particular for hydraulic vibration damper, according to the preamble of claim 1.
Durch die DE 35 08 500 C2 ist eine derartige Befestigung eines Kolbens auf einer Kol benstange bekannt, wobei ein mit einer Zentralbohrung und Dämpfventilen versehener Kolben auf einem mit geringerem Durchmesser versehenen Zapfen der Kolbenstange befestigt ist. Zur Befestigung des Dämpfkolbens wird ein Schließring mit seinem dem Kolben entgegengesetzten Ende in eine Ringnut des Kolbenstangenzapfens mittels ei nes Preßvorgangs eingedrückt. Dabei stützt sich der Schließring einerseits am Kolben und andererseits in der Ringnut ab, so daß der Kolben zwischen der Übergangsfläche von Kolbenstange zum Zapfen und dem Schließring eingespannt wird. Für eine solche Befestigung wird die Nut im Kolbenstangenzapfen üblicherweise durch eine spanabhe bende Bearbeitung hergestellt und die Befestigung des Kolbens erfolgt mit einer axialen Vorspannung, die eine verhältnismäßig große Streuung aufweist. Ferner zeigt diese Schrift einen Schließring mit einem Bund, der die Abstützfläche für eine Ventilfeder bil det, jedoch keine exakte Einstellung der Federvorspannung ermöglicht.DE 35 08 500 C2 is such a fastening of a piston on a piston benstange known, one provided with a central bore and damping valves Piston on a pin of the piston rod with a smaller diameter is attached. To attach the damping piston, a locking ring with its Piston opposite end in an annular groove of the piston rod pin by means of egg pressed in. The locking ring is supported on the one hand on the piston and on the other hand in the annular groove, so that the piston between the transition surface from the piston rod to the pin and the locking ring. For one The groove in the piston rod journal is usually fastened with a chip Machining processing and the piston is fastened with an axial Preload that has a relatively large spread. This also shows Scripture a locking ring with a collar that bil the support surface for a valve spring det, but does not allow an exact adjustment of the spring preload.
Eine genaue Einstellung der Federvorspannung eines mit Durchlaßöffnungen im Kolben zusammenwirkenden Federscheibenpakets zeigt die DE 43 15 458 A1, wobei ein Fixie rungsring mit der dem Kolben zugekehrten Stirnfläche auf das Federscheibenpaket einwirkt. Der Kolbenstangenzapfen ist mit einer Bohrung versehen, in die zur Befesti gung des Fixierungsrings ein Spreizelement eingetrieben wird, so daß durch die Aufwei tung des Zapfens der Fixierungsring festgelegt wird. Bei einer weiteren Ausführungs farm ist der Kolbenstangenzapfen mit einer relativ tiefen Nut versehen, in die der Fixie rungsring zur Befestigung eingedrückt wird. Sowohl die Bohrung im Kolbenstangenzap fen als auch die tiefe Nut muß durch spanabhebende Umformung hergestellt werden.A precise adjustment of the spring preload with openings in the piston cooperating spring washer package is shown in DE 43 15 458 A1, with a fixie ring with the end face facing the piston onto the spring washer package acts. The piston rod pin is provided with a hole in which to fasten supply of the fixing ring, an expansion element is driven in, so that the expander tion of the pin of the fixing ring is set. In another execution farm, the piston rod journal is provided with a relatively deep groove into which the fixie ring is pressed in for fastening. Both the bore in the piston rod tap fen as well as the deep groove must be produced by machining.
Zur Befestigung des Dämpfkolbens einschließlich der Dämpfventile auf der Kolbenstan ge wird oftmals eine Schraubverbindung angewendet. Hierzu ist auf den Kolbenstan genzapfen das Gewinde aufgebracht und die Mutter wird mit vorgegebenem Drehmo ment angezogen und anschließend gegen Lösen gesichert. Ferner ist es bekannt, daß der aus Kolben und Dämpfventilen bestehende Gesamtverband durch Vernietung des Kolbenstangenzapfens auf der Kolbenstange befestigt wird. Am Ende des Nietvorgangs entspannt sich der Gesamtverband und das Dämpfventil kann sich lockern, falls nicht durch ein starkes Federelement eine Restspannung aufgebaut wird. Diese Befestigungs arten sind teuer in der Herstellung und problematisch bei der Montage, da die Gefahr der Lockerung des Kolbenverbands während des Betriebs nicht ausgeschlossen werden kann.For fastening the damping piston including the damping valves on the piston rod A screw connection is often used. This is on the piston rod the thread is applied and the nut is tightened with a specified torque ment and then secured against loosening. It is also known that the overall association consisting of pistons and damping valves by riveting the Piston rod pin is attached to the piston rod. At the end of the riveting process the entire dressing relaxes and the damping valve can loosen, if not residual tension is built up by a strong spring element. This attachment Types are expensive to manufacture and problematic to assemble because of the danger loosening of the piston assembly during operation cannot be excluded can.
Die DE 196 35 988 C1 betrifft die Befestigung eines Dämpfkolbens auf einer Kolbenstange, vorzugsweise für hydraulische Schwingungsdämpfer oder Feder beine, wobei der Dämpfkolben aus einem zu beiden Stirnseiten mit Dämpfventi len versehenen Kolbenkörper besteht und von einem Kolbenstangenzapfen aufge nommen ist. Im Bereich seines freien Endes ist der Kolbenstangenzapfen mit ei ner Aussparung versehen, in welche ein Befestigungsteil eingreift. Dieses Befe stigungsteil bildet mit der Aussparung eine Rastverbindung, wobei das Befesti gungsteil mit federnd wirkenden Vorsprüngen in die Aussparung eingreift.DE 196 35 988 C1 relates to the fastening of a damping piston on a Piston rod, preferably for hydraulic vibration dampers or springs legs, with the damping piston from one to both ends with damping valves len provided piston body and up by a piston rod pin is taken. In the area of its free end, the piston rod journal is with egg ner recess provided in which a fastener engages. This befe Stigungsteil forms a snap connection with the recess, the fastening tion part engages with resilient projections in the recess.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einwandfreie Befestigung eines Dämpfkolbens und/oder eines Widerlagers für ein Vorspannelement eines Dämpfventils auf einer Kolbenstange zu schaffen, die aus einfachen Bauteilen besteht, kostengünstig mit vorgegebener axialer Spannung herstellbar ist und einen geringen axialen Bauraum beansprucht.The object of the present invention is a proper attachment of a Damping piston and / or an abutment for a biasing element of a damping valve to create on a piston rod, which consists of simple components, inexpensively can be produced with a given axial tension and a small axial installation space claimed.
Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentan spruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of the patent spell 1 solved.
Die Vertiefungen sind insbesondere über die gesamte axiale Erstreckung des Umform teils angeordnet und brauchen deshalb nicht sehr tief ausgebildet werden, so daß das Umformteil mit geringer axialer Erstreckung ausgeführt werden kann, wodurch diese Befestigung einen geringen axialen Bauraum benötigt.The depressions are in particular over the entire axial extent of the forming partly arranged and therefore do not need to be very deep, so that Formed part can be carried out with a small axial extent, making this Attachment requires a small axial space.
Entsprechend können die auf den Kolbenstangenzapfen aufgebrachten Vertiefungen umlaufend, partiell umlaufend oder sich kreuzend angeordnet sein. Wesentlich ist, daß keine axiale Bewegung des Schließrings auf dem Kolbenstangenzapfen erfolgen kann. Dementsprechend ist eine große Freizügigkeit hinsichtlich der Formgebung der Vertie fungen vorhanden, wobei diese Vertiefungen sehr kostengünstig durch spanlose Form gebung, beispielsweise durch einen Rollvorgang, hergestellt werden können.Correspondingly, the depressions made on the piston rod journal can circumferential, partially circumferential or intersecting. It is essential that no axial movement of the locking ring on the piston rod journal can take place. Accordingly, there is great freedom of movement with regard to the shape of the recess Fungen available, these recesses very inexpensive due to non-cutting shape given, for example, by rolling.
Um die Zugkraft auf einfache Weise auf den Kolbenstangenzapfen aufzubringen, ist der Kolbenstangenzapfen im Bereich seines Endes mit einem Anschluß für eine die Zugkraft aufbringende Einrichtung versehen. Vorzugsweise wird diese Einrichtung durch eine Zugkerbe, ein Außengewinde oder ein Innengewinde gebildet.In order to apply the tensile force to the piston rod journal in a simple manner, the Piston rod journal in the area of its end with a connection for a tensile force applying device. This device is preferably operated by a Pull notch, an external thread or an internal thread is formed.
Der Anschluß für eine die Zugkraft aufbringende Einrichtung bei der Kolbenbefestigung wird bei solchen Ausführungen, die außerdem mit einem auf dem Kolbenstangenzap fen angeordneten Widerlager für eine Ventilfeder ausgeführt sind, durch die dem zwei ten Schließring zugeordnete Vertiefungen gebildet. Eine besonders einfache Ausfüh rung wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch geschaffen, daß die dem zweiten Schließring zugeordneten Vertiefungen von am Kolbenstangenzapfen an greifenden Spannbacken einer die Zugkraft aufbringenden Einrichtung gebildet sind.The connection for a device that applies the tensile force when attaching the piston is in such versions, which also with a on the piston rod zap fen arranged abutments are designed for a valve spring, through which the two ten locking ring associated recesses formed. A particularly simple execution tion is created according to a feature of the invention in that the the second locking ring assigned recesses on the piston rod pin gripping jaws of a device applying the tensile force are formed.
Die Befestigung der Schließringe auf dem Kolbenstangenzapfen wird entweder durch ein radial nach innen wirkendes Umformwerkzeug oder durch ein konisches Umform werkzeug vorgenommen. Entsprechend ist auch das Umformteil des Schließrings aus gebildet, d. h. bei Verwendung eines konischen Umformwerkzeugs wird das Umformteil mit einer konischen Außenfläche versehen, wobei durch Axialbewegung des konischen Werkzeugs das Umformteil radial in die Vertiefungen eingedrückt wird.The locking rings are attached to the piston rod pin either by a forming tool acting radially inwards or by a conical forming tool made. The shaped part of the locking ring is also made accordingly formed, d. H. when using a conical forming tool, the forming part provided with a conical outer surface, whereby by axial movement of the conical Tool is pressed radially into the recesses.
Bei einem Dämpfkolben, dessen Dämpfventile und Ventilfedern von Ringscheiben gebil det sind, ist es vorteilhaft, wenn der Schließring einstückig mit dem Umformteil und mit einer den Ventilhub begrenzenden Anlagescheibe ausgebildet ist.In the case of a damping piston, its damping valves and valve springs are formed by ring disks det, it is advantageous if the locking ring in one piece with the shaped part and with a valve disc limiting the valve stroke is formed.
Wird der zweite Stützring als Widerlager für eine Ventilfeder eines Dämpfventils ver wendet, so ist erfindungsgemäß der zweite Schließring mit einer Anlagefläche versehen, wobei eine genaue Vorspannkraft der Ventilfeder durch eine auf den Schließring wir kende Axialkraft einstellbar ist und durch Umformung des Umformteils der Schließring in dieser Position auf dem Kolbenstangenzapfen befestigt wird. Übt das Umformwerk zeug auch eine Axialkraft auf den Schließring aus oder ist eine solche Axialkraft bei der Befestigung des Schließrings auf dem Kolbenstangenzapfen nicht auszuschließen, so bildet vorteilhafterweise die Anlagefläche des Schließrings eine Festhaltefläche für ein Werkzeug, das die genaue Vorspannkraft der Ventilfeder während der Befestigung des Schließrings auf dem Kolbenstangenzapfen gewährleistet.The second support ring is used as an abutment for a valve spring of a damping valve turns, the second locking ring according to the invention is provided with a contact surface, where an exact preload force of the valve spring is applied to the locking ring kend axial force is adjustable and by reshaping the shaped part of the locking ring is fixed in this position on the piston rod journal. Practice the forming unit is also an axial force on the locking ring or is such an axial force in the Fastening of the locking ring on the piston rod pin cannot be ruled out, see above advantageously forms the contact surface of the locking ring a holding surface for Tool that measures the exact preload force of the valve spring during attachment of Locking ring guaranteed on the piston rod pin.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen wird nach folgend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:Based on the advantageous embodiments shown in the drawing following the invention explained in more detail. It shows:
Fig. 1 einen mittels Schließring auf der Kolbenstange befestigten Dämpfkolben eines Schwingungsdämpfers; Fig one mounted on the piston rod by means of locking ring damper piston of a vibration damper. 1;
Fig. 2 eine Ausführung mit einem aus Anlagescheibe und Umformteil einteilig ausgebil deten Schließring; Fig. 2 shows an embodiment with a one-piece from the washer and the molded part ausgebil Deten locking ring;
Fig. 3 eine Konstruktion, bei der der Dämpfkolben mit einem Schließring auf dem Kol benstangenzapfen befestigt ist und ein zweiter Schließring das Widerlager für eine Ventilfeder bildet. Fig. 3 shows a construction in which the damping piston benstangenzap is attached with a locking ring on the Kol and a second locking ring forms the abutment for a valve spring.
In Fig. 1 ist die Kolbenstange 5 mit einem im Durchmesser kleineren Kolbenstangenzap fen 7 versehen, wodurch eine axiale Anlagefläche für den mit Dämpfventilen ausgerü steten Dämpfkolben 3 gebildet wird, der auf der Innenfläche eines Zylinders 1 gleitet und den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume unterteilt. Der Kolbenstangenzapfen 7 ist im Bereich seines freien Endes mit Vertiefungen 9 versehen, die ringförmig ausgebil det und durch einen Rollvorgang spanlos geformt sind. Zur Befestigung des Dämpfkol bens 3 wird dieser zusammen mit den Dämpfventilteilen auf den Kolbenstangenzapfen 7 geschoben, wobei eine Anschlagscheibe 29 die axiale Anlagefläche für den über die Vertiefungen 9 geschobenen Schließring 11 bildet.In Fig. 1, the piston rod 5 is provided with a smaller piston rod zap fen 7 , whereby an axial contact surface is formed for the damping piston equipped with damping valves 3 , which slides on the inner surface of a cylinder 1 and divides the cylinder interior into two working spaces. The piston rod pin 7 is provided in the region of its free end with depressions 9 which are annularly ausgebil det and are formed without cutting by a rolling process. To attach the Dämpfkol bens 3 this is pushed together with the damping valve parts on the piston rod pin 7 , with a stop disc 29 forming the axial contact surface for the locking ring 11 pushed over the recesses 9 .
Eine Befestigungsmöglichkeit des Dämpfkolbens 3 ist rechtsseitig am unteren Ende des Kolbenstangenzapfens 7 dargestellt. Hierbei wird ein Anschluß zum Aufbringen einer Zugkraft auf den Kolbenstangenzapfen 7 verwendet, der beispielsweise als Zugkerbe 19 ausgebildet ist. An dieser Zugkerbe 19 greift eine die Zugkraft aufbringende Einrichtung an, während auf die konische Außenfläche des Umformteils 21 von einem konischen Werkzeug eine in Richtung auf den Dämpfkolben 3 wirkende Axialkraft und eine die radiale Umformung des Umformteils 21 bewirkende Radialkraft ausgeübt wird. Die Zugkerbe 19 kann so ausgebildet sein, daß dieses Kolbenstangenzapfenteil vom Werk zeug nach dem Umformen des Schließrings 11 abgerissen wird, wodurch eine solche Befestigung des Dämpfkolbens 3 einen geringen axialen Bauraum aufweist. Am Ende des Befestigungsvorgangs stellt sich ein Gleichgewicht zwischen den Spannungen des Kolbenstangenzapfens 7 und des Dämpfkolbens 3 ein, wodurch eine einwandfreie, dauerhafte und kostengünstige Verbindung des Dämpfkolbens 3 auf der Kolbenstange 5 geschaffen ist.A possibility of fastening the damping piston 3 is shown on the right-hand side at the lower end of the piston rod pin 7 . Here, a connection for applying a tensile force to the piston rod pin 7 is used, which is designed, for example, as a tensile notch 19 . A device applying the tensile force acts on this pull notch 19 , while an axial force acting in the direction of the damping piston 3 and a radial force causing the radial shaping of the shaped part 21 are exerted on the conical outer surface of the shaped part 21 by a conical tool. The pull notch 19 can be designed so that this piston rod pin part from the tool is torn after the shaping of the locking ring 11 , so that such a fastening of the damping piston 3 has a small axial space. At the end of the fastening process, a balance is established between the voltages of the piston rod pin 7 and the damping piston 3 , as a result of which a perfect, permanent and inexpensive connection of the damping piston 3 on the piston rod 5 is created.
Auf der linken Seite des unteren Endes des Kolbenstangenzapfens 7 ist in Fig. 1 eine weitere Befestigungsart des Dämpfkolbens 3 dargestellt. In ein Innengewinde des Kol benstangenzapfens 7 greift eine die Zugkraft auf den Kolbenstangenzapfen ausübende Einrichtung ein und das konische Werkzeug zur Umformung des Schließrings 11 bewirkt das Eindrücken des Umformteils 21 in die Vertiefungen 9 des Kolbenstangenzapfens 7. Durch diese Konstruktion wird ebenfalls eine vorteilhafte kurze Ausführung des nach unten über den Kolben ragenden Teils des Kolbenstangenzapfens 7 geschaffen. Das Umformteil 21 kann auch zylindrisch ausgebildet sein, wenn das Umformwerkzeug ra dial auf das Umformteil wirkt.On the left side of the lower end of the piston rod pin 7 , another type of fastening of the damping piston 3 is shown in FIG. 1. In an internal thread of the piston rod pin 7 engages a device exerting the tensile force on the piston rod pin and the conical tool for forming the locking ring 11 causes the pressing of the shaped part 21 into the recesses 9 of the piston rod pin 7 . This construction also creates an advantageous short version of the part of the piston rod pin 7 projecting downwards over the piston. The shaping part 21 can also be cylindrical if the shaping tool ra dial acts on the shaping part.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentli chen dadurch, daß der Schließring 11 mit dem Umformteil 21 und mit der Anlageschei be 29 einstückig ausgebildet ist und dieses Teil beispielsweise als Stanz- und Prägeteil aus Stanzabfällen hergestellt ist.The embodiment of FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in wesentli Chen in that the locking ring 11 with the forming part 21 and with the system rail be 29 is integrally formed and this part is made, for example, as a stamped and embossed part from stamped waste.
Die Fig. 3 zeigt eine Konstruktion, bei welcher der erste Schließring 11 zur Befestigung des Kolbens 3 auf dem Kolbenstangenzapfen 7 der Kolbenstange 5 dient. Ein zweiter Schließring 13 ist mit einer Anlagefläche 23 versehen, die ein Widerlager für ein Vor spannelement eines Dämpfventils, beispielsweise für eine Ventilfeder 25, bildet. Der Schließring 11 besitzt einen zylindrischen Abschnitt, auf dem abdichtend ein Ventilteil 17 geführt ist, während das Umformteil 21 zum Eindrücken in die diesem Umformteil 21 zugeordneten Vertiefungen 9 des Kolbenstangenzapfens 7 dient. Bei der Befesti gung des Kolbens 3 auf der Kolbenstange 5 greift ein Werkzeug in die dem Schließring 13 zugeordneten Vertiefungen 15 ein und übt eine Zugkraft auf den Kolbenstangen zapfen 7 aus. Gleichzeitig wird der Kolben 3 axial gegen am Übergang der Kolbenstan ge 5 zum Kolbenstangenzapfen 7 gebildeten Stirnfläche gedrückt und ein Umform werkzeug bewirkt ein radiales Eindrücken des Umformteils 21 in die Vertiefungen 9 des Kolbenstangenzapfens 7, wodurch eine unlösbare, axial unverrückbare und vorgespann te Verbindung zwischen der Kolbenstange 5 und dem Kolben 3 hergestellt wird. Fig. 3 shows a construction in which the first locking ring 11 serves to attach the piston 3 on the piston rod pin 7 of the piston rod 5. A second locking ring 13 is provided with a contact surface 23 which forms an abutment for a pre-tensioning element of a damping valve, for example for a valve spring 25 . The locking ring 11 has a cylindrical section on which a valve part 17 is sealingly guided, while the shaped part 21 is used for pressing into the depressions 9 of the piston rod pin 7 assigned to this shaped part 21 . When fastening the piston 3 on the piston rod 5 , a tool engages in the recesses 15 assigned to the locking ring 13 and exerts a tensile force on the piston rod pin 7 . At the same time, the piston 3 is pressed axially against the end face formed at the transition of the piston rod ge 5 to the piston rod pin 7 and a shaping tool causes the shaped part 21 to be pressed radially into the recesses 9 of the piston rod pin 7 , thereby creating an insoluble, axially immovable and preloaded connection between the Piston rod 5 and the piston 3 is made.
Eine exakte Einstellung der Vorspannung der sich einerseits auf dem Ventilteil 17 und andererseits auf der Anlagefläche 23 des Schließrings 13 abstützenden Ventilfeder 25 wird dadurch gewährleistet, daß die gewünschte Vorspannkraft der Ventilfeder 25 als Axialkraft auf den Schließring 13 ausgeübt wird und der Schließring 13 beim radialen Eindrücken des Umformteils 27 in die Vertiefungen 15 in dieser Stellung festgehalten wird. An exact setting of the bias of the valve spring 25 , which is supported on the one hand on the valve part 17 and on the other on the contact surface 23 of the locking ring 13 , is ensured in that the desired biasing force of the valve spring 25 is exerted as an axial force on the locking ring 13 and the locking ring 13 when it is pressed radially of the formed part 27 is held in this position in the recesses 15 .
Die den Schließringen 11 und 13 zugeordneten Vertiefungen 9 und 15 sind bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Arbeitsgang hergestellt, beispielsweise durch einen Rollvorgang. Es ist auch möglich, daß nur die Vertiefungen 9 vor der Befe stigung des Kolbens 3 auf der Kolbenstange 5 hergestellt werden und die Vertiefungen 15 durch Klemmbacken hergestellt werden, die zu dem am Kolbenstangenzapfen 7 an greifenden Zugwerkzeug gehören. Wesentlich ist die Ausbildung der Vertiefungen 9 und 15 derart, daß ein axiales Lösen der Schließringe nach deren Befestigung unmöglich ist. Dementsprechend können diese Vertiefungen nicht nur umlaufend, sondern auch kreuzweise verlaufend ausgebildet sein.The depressions 9 and 15 assigned to the locking rings 11 and 13 are produced in one embodiment in the exemplary embodiment shown in FIG. 3, for example by a rolling process. It is also possible that only the recesses 9 are made prior to the fastening of the piston 3 on the piston rod 5 and the recesses 15 are produced by clamping jaws which belong to the pulling tool on the piston rod pin 7 . The design of the recesses 9 and 15 is essential in such a way that an axial loosening of the locking rings after their fastening is impossible. Accordingly, these depressions can not only be circumferential, but also crosswise.
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