DE2149759C3 - Dämpfungsvorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Dämpfungsvorrichtung und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung,
bestehend aus einem 'ohrfönrugen, an dem einen Ende
geschlossenen Gehäuse, dessen anderes Ende von einem innerhalb des Gehäuse? angeordneten Kragen,
der mit dem Gehäuse fest verbunden ist, verschlossen
ist, wobei sich eine im Kragen gelagerte Kolbenstange, an der ein Kolben mit einer Durchgangsöffnung
befestigt ist, aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und
wobei sich im Gehäuse ein kompressibles, Energie absorbierendes Feststoffmaterial befindet, das Ober den
Kragen unter Vorspannung gesetzt ist Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
einer solchen Dämpfungsvorrichtung.
Es sind Stoßstangen insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus Plastikmaterial oder einem ähnlichen
elastisch verformbaren Material bestehen und nach der Verformung in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, wenn die Stoßkräfte gewisse Grenzen nicht
überschreiten, so daß die Kräfte noch in Verfcrmungsarbeit umgesetzt werden können, ohne das eigentliche
Fahrzeug zu beschädigen. In diesem Zusammenhang ist auch bekannt, zur Aufnahme von Stoßenergie Strömungsmittel durch in Stoßstangen vorhandene öffnungen auszuspritzen, wobei jedoch sich als nachteilig
herausgestellt hat, daß das Strömungsmittel innerhalb der Stoßstange eine besondere Abdichtung erfordert,
wenn es nicht verlorengehen soll, und daß nach dem Ausspritzen die Stoßstange wieder mit Strömungsmittel
aufgefüllt werden muß, damit sie ihre Betriebsfähigkeit w> wieder erlangt.
Bei einer bekannten Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist ein das Energie absorbierende Feststoffmaterial aufnehmender, tassenförrniger
Kragen in der Wandung des rohrförmigen Gehäuses (·>
durch einen Sprengring festgehalten. Derartige Sprengringe finden üblicherweise beim Zusammenbau von
teleskopartig ineinander verschiebbaren Teilen als
Begrenzungsanschlag für die Axialbewegung solcher
Teile Verwendung. Um einen solchen Sprengring in die Wandung des rohrförmigen Gehäuses einbauen zu
können, muß der kragenförmige Endkörper so weit nach innen verschoben werden, daß sein äußeres, dem
Sprengring benachbartes Ende von dem Sitz des Sprengringes ausreichend weit entfernt ist so daß ein
Einbauwerkzeug für den Sprengring zusammen mit letzterem in das Gehäuse eingeführt werden kann, um
den Sprengring in die für ihn vorgesehene Ringnut einzusetzen. Bis dies geschehen ist muß der kragenförmige Endkörper verhältnismäßig weit in den Zylinder
hineingeschoben werden, um Platz für den Einbau des Sprengrings zu schaffen. Dieses Hineinschieben bedeutet aber eine Komprimierung des Feststoffmaterials, die
später nach dem Einbau des Sprengrings nicht mit Sicherheit wieder vollständig rückgängig gemacht wird,
und zwar aufgrund der Tatsache, daß sich das elastische Feststoffmaterial möglicherweise nicht se weit wieder
ausdehnt daß der Endkörper an dem Sprengring durch diesen Ausdehnungsvorgang zur Anlage gebracht wird.
Geschieht dies nicht so bleibt in der Dämpfungsvorrichtung ein unerwünschtes Spiel, da das Feststoffmaterial
zumindest an seinem einen Ende nicht fest abgestützt wird. In jedem Fall wird aber durch das nach dem
Einbau des Sprengrings erfolgende Ausdehnen des Feststoffmaterials die Vorspannung dieses Materials
vollständig oder zumindest teilweise beseitigt (DE-OS 19 33 852).
Bei einer anderen bekannten Dämpfungsvorrichtung (CH-PS 4 11471) wird zwar auch ein kompressibles
Feststoffmaterial mit Hilfe eines Verdrängungskolbens in einer Kammer verdrängt jedoch weist dieser Kolben
in seinem Kopf keine Öffnungen auf, durch die das Material hindurchgequetscht werden kann, sondern
einen Ringspalt der von dem Außenumfang des Kopfes und der Innenwand des Gehäuses begrenzt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Dämpfungsvorrichtung und das Verfahren zu ihrer
Herstellung so auszubilden, dt3 sie nur einen relativ geringen Fertigungsaufwand erfordert und sich auch
der Montageaufwand in vertretbaren Grenzen hält, wobei unter dem Begriff Montage nicht der Einbau der
Dämpfungsvorrichtung in Apparate oder Maschinen zu verstehen ist, an denen die Dämpfungsvorrichtung
verwendet werden soll, sondern die Montage der Einzelteile, aus denen die Dämpfungsvorrichtung
zusammengesetzt ist
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das andere Ende des Gehäuses plastisch nach innen
verformt ist und mit der äußeren Stirnfläche des Kragens in Berührung steht, wobei die Stirnfläche des
Kragens eine Reihe ringförmiger, in Richtung auf das äußere Ende des Kragens abnehmende Durchmesser
besitzende Stufen aufweist Eine solche Dämpfungsvorrichtung läßt sich erfindungsgemäß in vorteilhafter
Weise dadurch herstellen, daß durch die plastische Verformung des Endteils des Gehäuses das kompressible Feststoffmaterial über den Kragen unter Vorspannung gesetzt ist
Durch diese Konstruktion wird also der dem Endkörper bei der bekannten Vorrichtung vergleichbare Kragen auf wesentlich einfacherer Weise, nämlich
ohne Verwendung eines Spezialwerkzeugs, in seine Einbaulage gebracht und aufgrund seiner gezackten
Oberfläche dort an der den Kragen umgebenden Gehäusewandung fest verankert, indem das offene Ende
des rohrförmigen Gehäuses plastisch verformt wird,
wobei gleichzeitig da* F?ststoffmaterial wter eine
gewisse Vorspannung gesetzt werden- kann. Dieser
letzte Vorteil ergibt sich also gewissermaßen zusätzlich
zu den durch die erfindungsgemoße Konstruktion
erreichten konstruktiven Vorteilen im Hinblick auf den Fertigungsmontageaufwand.
Die Erfindung wird nachfolgende anhand des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Längsschnfttansicht der Dämpfungsvor- to
richtung in einem Zwischenstadium der Herstellung,
F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ansicht, wobei jedoch
die Dämpfungsvorrichtung im Endstadium der Hersteilung gezeigt ist und
Fig-SeineQuerschnittsansiditlängsderLiniea-am
Fig.Z
In Fig. 1 ist eine Dämpfungsvorrichtung iO dargestellt, die sich im wesentlichen aus einem rohrförmigen
Gehäuse 12 und einer Kolbenstange 14 zusammensetzt, die mit einem Kolben 16 verbunden ist Der Kolben 16
ist in einer Kammer 18 innerhalb des Gehäuses 12 beweglich gelagert Das Gehäuse 12 ist an einem
Halterungsarm 20 starr befestigt Der Haiterungsarm 25
weist fluchtende öffnungen 22 auf, die seine Befestigung
an einem festen Gegenstand, beispielsweise einem Fahrzeug, erleichtern. Die Kolbenstange 14 wird an
einem Gegenstand starr befestigt, der sich in bezug auf
das Fahrzeug bewegen kann, so wie die Stoßstange eines nicht gezeigten Fahrzeugs. Das Ende der Kammer
18 neben dem Halterungsarm 20 ist mit Hilfe einer Membran 24 verschlossen. Die Membran 24 besteht aus
einem metallischen Material und ist mit dem Gehäuse 12 verschweißt
In dem freien Ende der Kammer 18 ist ein Kragen 26 angeordnet Die Kolbenstange 14 ist in dem Kragen 26
gleitend beweglich. Der Kolben 16 kann mit der Vorderkante des Kragens 26 in Berührung kommen.
Der Kragen 26 hat eine äußere Stirnfläche 28, die eine Reihe ringförmiger, in Richtung auf das äußere Ende des
Kragens 26 abnehmende Durchmesser besitzende Stufen aufweist, welche zur Erleichterung der Befestigung
des Kragens 26 in bezug auf das Gehäuse 12 dienen. Eine Dichtung 30, die gewöhnlich aus einem
geformten Nylonmaterial besteht, ist in einem ringförmigen Hohlraum 32 angeordnet, der in dem Kragen 26
ausgebildet ist Die Dichtung 30 umgibt die Kolbenstange 14 und steht mit ihr in Berührung Es wird darauf
hingewiesen, daß die Dichtung 30 ebenfalls eine ringförmige Aussparung 34 aufweist Der Zweck dieser
Aussparung 34 besteht darin, die Dichtung 30, wenn der Druck des Materials innerhalb der Kammer 18 ansteigt,
mit der Kolbenstange 14 in stärkere Berührung zu bringen und dadurch sicherzustellen, daß kein Material
aus der Kammer 18 an der Kolbenstange 14 vorbei ausläuft Eine solche Aussparung innerhalb einer
Dichtung ist also bekannt
Der Kolben 16 ist mit mehreren Durchgangsöffnungen 36 ausgestattet. In der Kammer 18 ist ein
kompressibles, Energie absorbierendes Feststoffmaterial
38 angeordnet Größe und Anzahl der Öffnungen 36 ι-·.
werden im Hinblick auf die Art des Materials 38 so gewählt« daß sich das Material 38 von der einen Seite
des Kolbens 16 zur anderen Kolbenseite durch die öffnung 36 hindurchbewegen kann, so daß eine
zufriedenstellende Dämpfungswirkung eintritt Die , Auswahl der Öffnungsgröße und die Anzahl derartiger
Öffnungen 36 sind jedoch eine Sache der jeweiligen Konstruktionserfordernisse.
Konzentrisch zur Kolbenstange 14 und innerhalb der Arbeitsfläche des Kolbens 16 befindet sich eine
ringförmige Aussparung 40* die am Umfang des Kolbens 16 l}«igt Die Wirkungsweise der Aussparung 40
ist derart, daß dann, wenn sich der Druck in derKammer
18 aufbaut, dieser Druck die Vorderkante des Kolbens 16 nach außen drückt und mit der Wandung der
Kammer 18 m Berührung' bringt Infolgedessen wird
Leckage des Feststoffmaterials 38 am Umfang des Kolbens 16 verhindert, so- daß das Material durch die
öffnungen 36 wandern muß, wodarch die gewünschten
Dämpfungseigenschaften erreicht werden.
Die Herstellung der Vorrichtung tO geschieht wie folgt Zur Herstellung der Vorrichtung tO>
braucht nur der Kragen 26, der die Dichtung 30 enthält, über die
Kolbenstange 14 geschoben und mit dem. Kragen 16 in Berührung gebracht zu werden. Der Kolben 16 und der
Kragen 26 werden dann in die in dem Gehäuse 12 befindliche Kammer 18 eingeschoben. Es versteht sich,
daß das Gehäuse 12 vorher an dem Haltearm 20 befestigt worden ist, wobei die Membran 24 an ihrem
Platz eingeschweißt wurde, so daß sie <■'■.« eine Ende der
Kammer 18 abschließt. Vor dein Einbau dn Kolbens 15
in den Kragen 26 wird die gewünschte Menge an kompressiblem Feststoffmaterial 38 in die Kammer 18
eingesetzt Diese Menge wird so gewählt daß nach dem Einbau des Kolbens 16 und des Kragens 26 in die
Kammer 18 kein Hohlraum mehr vorhanden ist In Wirklichkeit ist es erwünscht, daß das Material 38 mit
einer Vorspannung bzw. einem Vordruck beaufschlagt wird Dieses vorherige Zusammenpressen des Materials
läßt sich durch die plastische Verformung des Gehäuses 12 um den Kragen 26 erreichen, die im folgenden
beschrieben wird und durch die der Kolben 16 in das kompressible Feststoffmaterial 38 eingedrückt wird,
wodurch dieses Material unter Vorspannung gesetzt wird
Wenn der Kragen 26 gerade in der Kammer 18 des Gehäuses 12 angeordnet worden ist, wird mit Hilfe eines
nicht dargestellten Werkzeugs eine konzentrische Kraft aufgegeben, um das äußere Ende des Gehäuses 12 so
einzudrücken oder zu verformen, daß es an diesem Ende einer, kleineren Durchmesser erhält Durch diese
plastische Verformung des Gehäuses 12 wird das Gehäuse mit dem Kragen 26 fest verbunden. Normalerweise
reicht die Verformungskraft aus, um das in der Kammer 18 befindliche Material 38 in geringem Maße
vorzukomprimieren. Die Stirnfläche 28 erleichtert die Befestigung während dieses Verformungsvorganges des
Kragens 26 an dem Gehäuse 12.
Die Betriebsweise der so angefertigten Dämpfungsvorrichtung 10 wird im folgenden erläutert. Der
Haltearm 20 erleichtert die Befestigung der Vorrichtung 10 an dem Körper bzw. der Karosserie eines
Motor'ihrzeuges. An dem freien Ende der Kolbenstange
14 ist eine nicht dargestellte Stoßstange befestigt. Es versteht sich, daß normalerweise zwei oder mehr
derartige Vorrichtungen 10 für jede Stoßstange an einem Motorfahrzeug verwendet werden. Wenn auf die
Stoßstange eine Stoßkraft einwirkt, die so groß ist, daß sie eine Bewegung des Kolbens 16 innerhalb der
Kammer 18 der Vorrichtung 10 bewirkt, dann wird das kompressible Feststoffmaterial 38 veranlaßt, von der
einen Kolbenseite zur anderen durch die öffnungen 36 hindurchzutreten. Während dieses Vorgangs wird die
einwirkende Kraft abgedämpft, kann also dadurch nicht in der maximalen Hönu direkt auf den Fahrzeugköi per
übertragen werden. Da sich der Kolben 16 in der
Kammer 18 bewegt, wird infolge des zusätzlichen Volumens der Kolbenstange 14, die sich in der Kammer
18 bewegt, das Material 38 komprimiert Nachdem die StoBenergie die auf die Stoßstange eingewirkt hat,
vollständig absorbiert worden ist, erzeugt diese zusätzliche Kompressionskraft innerhalb des Materials
38 ein Ungleichgewicht am Kolben 16, das bestrebt ist, den Kolben in die in F i g. 1 gezeigte Lage zurückzuführen, d. h, an den Kragen 26. Deshalb wird nach
Absorbierung der StoBenergie durch die Vorrichtung 10 die Stoßstange automatisch in ihre Ursprungslage
zurückbewegt
Die Vorrichtung 10, von der ein wesentlicher Vorteil die vergleichsweise kleine Anzahl Bauteile ist, ist so
gebaut daß sie die Energie in einer Größe absorbiert, wie sie bei einem KraftfahrzeugzusammenstoB auftritt
bei dem die Relativgeschwindigkeit zwischen den stoßenden Gegenständen 24 bis 32 km/h beträgt
schreitet dann legt sich der Kolben 16 an die Membran
24 an, so daß dann die Stoßkraft direkt auf den Fahrzeugkörper übertragen wird Jedoch wird selbst bei
derartig großen Stoßkräften nur eine vergleichsweise
geringere Beschädigung des Fahrzeugs verursacht weil ein Teil der Stoßernergie anfänglich absorbiert wird. Es
versteht sich daß die Größe der Vorrichtung 10 oder die Anzahl derartiger Vorrichtungen 10 veränderbar ist so
daß sich auch die von größeren Stoßgeschwindigkeiten herrührende Energie absorbieren ließe. Ferner könnte
die Vorrichtung 10 auch in Verbindung mit anderen Gegenständen als Motorfahrzeugen benutzt werden, so
beispielsweise bei Industriemaschinen o. dgl., wo häufig
Dämpfungsvorrichtungen verwendet werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß für die Vorrichtung 10
kein spezielles Baumaterial erforderlich ist und daß bei der Herstellung dieser Vorrichtung keine sehr genauen
Toleranzen eingehalten zu werden brauchen.
Claims (2)
1. Dämpfungsvorrichtung bestehend aus einem rohrförmigen, an dem einen Ende geschlossenen
Gehäuse, dessen anderes Ende von einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Kragen, der mit dem
Gehäuse fest verbunden ist, verschlossen ist, wobei sich eine im Kragen gelagerte Kolbenstange, an der
ein Kolben not einer Dnrchgangsöffnung befestigt ist, aus dem Gehäuse heraus erstreckt, und wobei
sich im Gehäuse ein kompressibles, Energie absorbierendes Feststoffmaterial befindet das Ober
den Kragen unter Vorspannung gesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das andere
Ende des Gehäuses (12) plastisch nach innen verformt ist und mit der äußeren Stirnfläche (28) des
Kragens (26) in Berührung steht, wobei die Stirnfläche (28) des Kragens (26) eine Reihe
ringförmiger, in Richtung auf das äußere Ende des Kragens (26) abnehmende Durchmesser besitzende
Stufen aufweist
2. Verfahren zum Herstellen einer Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch die plastische Verformung des Endteils des Gehäuses (12) das kompressible Feststoffmaterial (38) aber den Kragen (26) unter Vorspannung
gesetzt ist
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |