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Kolbenstange eines Schwingungsdämpfers, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit einer korrosionsbeständigen Oberfläche Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenstange
eines Schwingungsdämpfers, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer korrosionsbeständigen
Oberfläche, mit einem aus dem Schwingungsdämpfer austretenden Austrittsende und
einem einen Arbeitskolben tragenden inneren Ende, wobei der Arbeitskolben in einem
Arbeitszylinder nach Art der bekannten hydraulischen oder hydropneumatischen Zweirohr-
oder Einrohrdämpfer Dämpfungskräfte erzeugt.
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Das Austrittsende derartiger, Hubbewegungen ausführender Kolbenstangen
bildet zusammen mit einer es umfassenden Gleitdichtung einen Dichtungskomplex, der
Leckverluste des als Kolbenmaschine aufzufassenden Schwingungsdämpfers an Öl oder
Gas möglichst vollkommen verhindern soll. Leckverluste bedeuten für einen Schwingungsdämpfer
Verluste an lebenswichtiger Substanz und können nicht wie bei anderen Kolbenmaschinen
in Form von ersetzbaren Stopfbuchsverlusten zugelassen werden. Der Dichtungskomplex
kann auf die Dauer nur dicht bleiben, wenn die bei der Fertigung des Dämpfers erzielte,
äußerst genaue und glatte Oberfläche der Kolbenstange in dem Hubbereich der Gleitdichtung
auch nach langer Betriebszeit des Dämpfers erhalten bleibt, in der die Oberfläche
mechanischer Reibung und chemischen Einflüssen ausgesetzt ist.
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Es ist verhältnismäßig einfach, die Einflüsse mechanischer Reibung
zwischen der Kolbenstange einerseits und der Gleitdichtung und einem meist vorhandenen
Kolbenstangenlager andererseits durch entsprechende Werkstoffpaarung klein zu halten,
so daß die angegriffene Oberfläche hinreichend glatt bleibt oder u.U. zusätzlich
geglättet wird. Es bestehen aber große Schwierigkeiten, eine Zerstörung der glatten
Oberfläche durch Korrosion unter chemischen Einflüssen auszuschalten, denen das
Kolbenstangenaustrittsende durch Witterung, sowie Streusalz und andere Stoffe der
Umgebung ausgesetzt ist.
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Es ist bekannt, die Oberfläche der Kolbenstange galvanisch zu verchromen.
Die Investitionen für die erforderliche
Verchromungsanlage selbst
und für die vogeshriebene Entgiftungsanlage der Abwässer sind in nachteiliger Weise
sehr hoch.
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Aus wirtschaftlichen Gründen kann bei der Massenfertigung von Schwingungsdämpfern
nur eine dünne Chromschicht von einigen hunderstel Millimeter Stärke angewendet
werden. Dann ist der erreichbare Korrosionsschutz, insbesondere auf Grund der Mikrorissigkeit
der Chromschicht, in weiterhin nachteiliger Weise nur unvollkommen, wenn es zu einer
Rostbildung unter der Chromschicht kommt, wodurch Chrom abblättert und die Kolbenstange
unbrauchbar wird.
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Das bekannte Verfahren ist auch wegen der vielen und große Sorgfalt
verlangenden, zum Teil störanfälligen Fertigungsschritte mit Nachteilen behaftet.
So muß die Kolbenstange vor der Verchromung mit engen Toleranzen vorgeschliffen
werden, um überhaupt eine dünne Chromschicht anwenden zu können. Beim Verchromen
müssen die Teile der Kolbenstange, die nicht im Hubbereich der Gleitdichtung liegen,
aus Ersparnisgründen abgedeckt werden, um die benötigte Chrommenge herabzusetzen.
Nach dem Verchromen muß die Kolbenstange wegen der schon erwähnten Mikrorissigkeit
der Chromschicht zwecks Erzielung eines Maskierungseffektes mehrmals geschliffen
und poliert werden. Bei dem Fertigschliff können Dünnstellen der Chromschicht entstehen,
wenn die Kolbenstange nach dem Verchromen ungerade war und dies nicht ausgeglichen
wurde. Im Fertigungsablauf muß auch nach dem Fertigschliff oder schon nach dem Verchromen
ein personalintensiver Kontrollplatz vorgesehen sein, an dem Kolbenstangenmit Ohromfehlern
aussortiert werden, die für eine weitere Verwendung unbrauchbar sind. Diese fehlerhaften
Kolbenstangen müssen entchromt und anschließend wieder neu verchromt werden.
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Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, die Mängel des bekannten
Verchromungsverfahren zu beseitigen und die Kolbenstange mit anderen Mitteln gegen
Korrosion zu schützen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Austrittsende der Kolbenstange mit einem Rohr aus korrosionsbeständigem Edelstahl
ummantelt ist. Durch diese Maßnahme ist die zu schützende Oberfläche der Kolbenstange
mit der Oberfläche des Edelstahlrohres gleichzusetzen, die keines besonderen Korrosionsschutzes
bedarf.
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In vorteilhafter Weise
werden alle dem bekannten Verchromen
nhaftenden Mängel gegenstandslos und die Kolbenstange ist in einem einzigen letzten
Arbeitsgang durch Aufziehen eines maßgerechten Edelstahlrohres korrosionsbeständig
herstellbar, das schon eine vorher durch Schleifen oder Polieren oder auf andere
Weise erzielte glatte Oberfläche aufweist.
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Das bekannte Plattieren von Stahl (vgl. das Standardwerk "Dubbel",
Ausgabe 1970, Seite 598) mit nichtrostendem Stahl konnte nicht Lehre für die Erfindung
sein. Denn dieses Verfahren würde, ähnlich wie das Verchromungsverfahren, aufwendige
Einrichtungen bedingen und andere Probleme aufwerfen, wie z. B. das einer nahtlosen
Plattierung.
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Als Ausgangsmaterial für die nackte Kolbenstange wird zweckmäßig ein
blanker Rundstahl mit hinreichend enger Toleranz gewählt, der nur im Bereich der
Befestigungszapfen an seinen Enden zu bearbeiten ist. Wenn nach dem Aufziehen des
Edelstahlrohres mit beispielweise Schrumpfsitz oder Pressitz das Fertigmaß der Kolbenstange
oder die verlangte Oberflächengüte nicht erreicht sind, können Fertigmaß und Oberflächengüte
anschließend durch Schleifen, Polieren oder Prägen erreicht werden, wobei Edelstahl
für diese Bearbeitungsverfahren wegen seines feinen Gefüges gute Vorbedingungen
hat. Erforderlichenfalls kann aus Verschleißgründen eine zusätzliche Oberflächenbehandlung
des Edelstahl rohres, z. B. durch Härtung vorgenommen werden.
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Natürlich dürfen die aufgezeigten Vorteile der Erfindung gegenüber
dem bekannten Verchromen nicht durch wirtschaftliche Nachteile aufgetehrt werden.
Aus diesem Grunde ist die Wandstärke des Edelstahirohres so gering wie möglich auszulegen
und die Verwendung einer massiven Kolbenstange aus rostbeständigem Edelstahl ausgeschlossen.
Der Spalt zwischen nackter Kolbenstange und Edelstahlrohr wird im allgemeinen durch
einen schon erwähnten Schrumpfsitz oder Pressitz hinreichend nach außen abgedichtet
sein. Wobei zusätzlich Klebemittel oder andere den Spalt ausfüllende Dichtmassen
vorgesehen werden können, die zugleich das Edelstahlrohr in seiner axialen Lage
fixieren können. Es kann aber auch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen
der
nackten Kolbenstange und dem Edelstahlrohr ein besonderer Dichtring, beispielsweise
in einer Nut der Kolbenstange, angeordnet werden.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Zweirohrdämpfer im Längsschnitt mit einer erfindungsgemäßen
Kolbenstange und Fig. 2 einen Teilschnitt eines Dämpfers mit einem Dichtring in
einer Nute der Kolbenstange.
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Der Dämpfer nach Fig. 1 besteht in bekannter Weise aus einem Außenrohr
11, einem Teil mit Öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichsraum 20 und einen
ölgefüllten Arbeitszylinder 1, die oben durch einen Zylinderdeckel 2 und unten durch
einen Zylinderboden 3 abgeschlossen sind. Eine Kolbenstange 6 mit einem Zylinderdeckel
2 durchdringenden Austrittsende 6 a mit einem einem Arbeitskolben 5 tragenden inneren
Ende 6 b ist mittels eines Zapfens 7 an einem Aufbauteil 9 eines gedachten Fahrzeuges
befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist über den Zylinderboden 3 mittels einer Öse
12, eines Gummipuffers 14 und einer Buchse 13 an einem Teil 15 einer gedachten Fahrzeugachse
befestigt. Bei Hubbewegungen des Arbeitskolbens 5 in dem Arbeitszylinder 1 werden
Dämpfungskräfte erzeugt. Das Austrittsende 6 a der Kolbenstange 6 ist mit einem
Edelstahlrohr 8 ummantelt, das zusammen mit einer im Zylinderdeckel 2 gehaltenen
Gleitdichtung 18 einen Dichtungskomplex bildet. Die Kolbenstange 6 ist in einem
Kolbenstangenlager 16 geführt, wobei zwischen dem Kolbenstangenlager und der Gleitdichtung
18 ein druckentlasteter Raum 17 vorgesehen ist. Am inneren Ende 6 b der Kolbenstange
6 ist ein Stützring 4 vorgesehen, auf dessen Zylinderdeckel 2 zugewandter Seite
ein Zugbegrenzungspuffer 19 gehalten ist. Das Edelstahl rohr 8 hat mit dem Zugbegrenzungspuffer
19 Berührung, wobei diese Stelle als Dichtung des Spaltes zwischen Edelstahlrohr
8 und nackter Kolbenstange 6 ausgebildet sein kann.
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Gemäß Fig. 2 ist eine Kolbenstange 40 mit einem Edelstahlrohr 41 ummantelt,
wobei der Spalt zwischen diesen beiden Teilen durch einen in einer Nute 42 der Kolbenstange
40 angeordneten Dichtring 43 gedichtet ist.