DE2600946A1

DE2600946A1 - Hydraulic shock absorber spring ring - has radially pitched undulations which control piston valve over dynamically uniform range

Info

Publication number: DE2600946A1
Application number: DE19762600946
Authority: DE
Inventors: Albrecht Ing Grad Nachtigall
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1976-01-13
Filing date: 1976-01-13
Publication date: 1977-07-14

Abstract

The compact corrugated spring washer pack replaces a helical spring, loading a lorry shock absorber's hydraulic valve passage. Radially pitched undulations decrease in amplitude towards the centre. The uniformly deformed washer suffers stress distribution under loading. Peripheral, indented interlocking lugs retain the washers angularly. Dished (8) washers are corrugated and point contacting (2a) on outer planes (13,15) when unloaded. Line contact develops under axial load and the outer edge lugs mesh (47,48) adjacent washers. A three-washers pack comprises a pair (28,29), and one washer (27) angularly disposed half a pitch.

Description

Dynamisch beanspruchte Wellenfeder, insbesondere vonDynamically stressed wave spring, in particular from

hydraulischen Teleskopschwingungsdämpfern für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine dynamisch beanspruchte Wellenfeder, insbesondere von hydraulischen Teleskopschwingungsdämpfern für Kraftfahrzeuge, die eine Drosselkanäle eines Arbeitskolbens abdeckende Ventilplatte belastet.hydraulic telescopic vibration dampers for motor vehicles The invention relates to a dynamically stressed wave spring, especially hydraulic Telescopic vibration dampers for motor vehicles, which have a throttle ducts of a working piston covering valve plate loaded.

Bei dem aus der DT-PS 930 716 bekannten federbelasteten Ventil für hydraulische Schwingungsdämpfer führen Drosselkanäle eines Arbeitskolbens in einen Ringraum, der mittels einer durch eine Schraubenfeder belasteten, starren Ventilplatte abgedeckt ist. Die Schraubenfeder ist in Übereinstimmung mit den von der Anmelderin in großen Stückzahlen gefertigten Dämpfern mit einem großen Drahtdurchmesser, einer geringen Windungszahl und plangeschl iffenen Auslaufwindungen gezeichnet. Insbesondere durch die tote Länge der Auslaufwindungen ist in nachteiliger Weise eine im Verhältnis zum Durchmesser große Einbaulänge des Arbeitskolbens bedingt.In the spring-loaded valve known from DT-PS 930 716 for Hydraulic vibration dampers lead throttle channels of a working piston into a Annular space created by a rigid valve plate loaded by a helical spring is covered. The coil spring is in accordance with that of the applicant Mufflers manufactured in large numbers with a large wire diameter, one low number of turns and flat-ground run-out turns. In particular due to the dead length of the run-out turns, there is a disadvantageous ratio Due to the large installation length of the working piston compared to the diameter.

Bei dem aus der DT-PS 1 249 100 bekannten Kolben für hydraulische Dämpfer decken aus Kreisscheiben bestehende Federplattenventile Drosselkanäle unmittelbar ab, wobei die Federplatten zugleich die Funktion einer Ventilplatte und die einer Federbelastung haben. Dieser bekannte Kolben hat wohl den Vorzug einer im Verhältnis zum Durchmesser kleinen Einbaulänge, aber nicht die gleichen Möglichkeiten zur Realisierung einer vorgegebenen Dämpfungskennlinie wie ein federbelastetes Ventil nach DT-PS 930 716.The piston known from DT-PS 1 249 100 for hydraulic Dampers cover the throttle channels made of circular disks directly from, the spring plates at the same time the function of a valve plate and a Have spring loading. This well-known piston probably has the merit of a ratio to the diameter small installation length, but not the same possibilities for implementation a given damping characteristic like a spring-loaded valve according to DT-PS 930 716.

Ein Ersatz der Schraubenfedern durch niedrig bauende Tellerfedern, um auf diese Weise die Einbaulänge eines mit einem federbelasteten Ventil nach der DT-PS 930 716 ausgerüsteten Arbeitskolben verringern zu können, wurde ausgeschieden, da bei Verwendung einer einzigen Federteller die Federhärte zu hart und bei Verwendung einer aus mehreren Federtellern zusammengesetzten Federsäule der Aufwand zu groß ist. Auf der Suche nach einer weniger aufwendigen Möglichkeit wurde die Verwendung von bekannten Wellenfedern erwogen, die niedriger bauen als Schraubenfedern gleicher Federhärte und weicher sind als Tellerfedern gleicher Abmessungen, wobei dies insbesondere für Wellenfedern von kleiner Wellenzahl gilt und Wellenfedern mit zwei oder drei Wellen insofern eine Sonderstellung einnehmen, als bei zwei Wellen eine kardanisch anpassungsfähige und bei drei Wellen eine statisch bestimmte Auflagfläche besteht. Bei den bekannten Wellenfedern sind die Radialquerschnitte im ungespannten Zustand parallel zueinander oder derart verdreht, daß die Amplituden der Wellen am inneren Umfang größer sind als die am äußeren Umfang, wenn bei der Herstellung einer Wellenfeder die inneren Zonen nach dem Verlassen des Werkzeugs stärker plastisch verformt sind und die äußeren Zonen stärker elastisch zurückfedern. Der Einsatz dieser Wellenfedern beschränkt sich im wesentlichen auf statische Anwendungsfälle, wie das Vorspannen von Wälzlagern, von Dichtungen u.a.m., während sie wegen ihres schlechten Setzverhaltens und ihrer mangelnden Dauerfestigkeit nicht als dynamisch beanspruchtes Bauteil eingesetzt werden können.A replacement of the coil springs with low-profile disc springs, in this way the installation length of a with a spring-loaded valve according to the DT-PS 930 716 equipped working piston was eliminated, there when using a single spring plate the stiffness of the spring is too hard and when using a spring column composed of several spring plates the effort is too great. Looking for a less expensive option the use of well-known wave springs was considered, which build lower than Helical springs with the same spring stiffness and are softer than disc springs with the same dimensions, this particularly applies to wave springs with a small wave number and wave springs with two or three waves take a special position than with two waves a gimbal adaptable and with three shafts a statically determined support surface consists. In the known wave springs, the radial cross-sections are unstressed State parallel to each other or twisted in such a way that the amplitudes of the waves are larger on the inner circumference than those on the outer circumference when in manufacture With a wave spring, the inner zones become more plastic after leaving the tool are deformed and the outer zones spring back more elastically. The use These wave springs are essentially limited to static applications, such as the preloading of roller bearings, seals, etc., while because of their poor setting behavior and their lack of fatigue strength are not considered dynamic stressed component can be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenfeder für eine dynamische Beanspruchung ohne die aufgezeigten Nachteile verwendbar zu machen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der ungespannten Wellenfeder die Amplituden der Wellen am inneren Umfang kleiner sind als die Amplituden der Wellen am äußeren Umfang.The invention is based on the object of a wave spring for a to make dynamic stress usable without the disadvantages shown. These The object is achieved in that the amplitudes of the unstressed wave spring of the waves on the inner circumference are smaller than the amplitudes of the waves on the outer Scope.

Mit derartigen Wellenfedern läßt sich in vorteilhafter Weise eine-wesentliche Verbesserung der Dauerfestigkeit und des Setzverhaltens erzielen und eine Bedarfslücke im Vergleich zu Schraubenfedern und Tellerfedern füllen.With wave springs of this type, an essential Achieve improvement in fatigue strength and setting behavior and fill a gap in demand fill compared to coil springs and disc springs.

Die Herstellung einer Wellenfeder nach der Erfindung kann so durchgeführt werden, daß über den ganzen Radius eine gleichmäßige plastische Verformung erfolgt, was unter Last zu einer gleichmäßigen Spannungsverteilung führt und eine große Federarbeit im dynamischen Betrieb ermöglicht, ohne das örtlich die zulässigen Spannungen überschritten werden und die Wellenfeder vorzeitig zu Bruch geht.The manufacture of a wave spring according to the invention can thus be carried out that a uniform plastic deformation takes place over the entire radius, which leads to an even distribution of tension under load and a great deal of spring work in dynamic operation, without locally exceeding the permissible voltages and the wave spring breaks prematurely.

Mehrere Wellenfedern können erforderlichenfalls hintereinandergeschaltet werden, um die Federkraft oder den Federweg zu erhöhen.Several wave springs can be connected in series if necessary to increase the spring force or the spring deflection.

Wenn mehrere Wellenfedern unter Berührung der Auflagepunkte versetzt aufeinandergelegt werden, wobei sich ein entsprechend mehrfacher Federweg ergibt, sind Maßnahmen für eine Verdrehsicherung erforderlich, die beispielsweise durch Anordnung von Zentrierlappen erreicht werden kann.When several wave springs are displaced while touching the support points are placed on top of each other, resulting in a correspondingly multiple spring deflection, measures to prevent rotation are required, for example by Arrangement of centering tabs can be achieved.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Wellenfedern dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Wellenfeder mit drei Wellen in Ansicht von oben, Fig. 2 eine Wellenfeder nach Fig. 1 im Schnitt, Fig. 3 eine Wellenfeder mit Zentrierlappen in Ansicht von oben, Fig. 4 drei aufeinandergelegte Wellenfedern nach Fig. 3 mit eingerasteten Zentrierlappen im Schnitt.In the drawing are exemplary embodiments of the invention Wave springs shown. 1 shows a wave spring with three waves in FIG View from above, FIG. 2 shows a wave spring according to FIG. 1 in section, FIG. 3 shows a wave spring with centering tabs in a view from above, Fig. 4 three wave springs placed on top of one another according to Fig. 3 with centering tabs locked in section.

Eine im ungespannten Zustand gezeichnete Wellenfeder 7 nach Fig. 1 mit einer Wandstärke 14 nach Fig. 2 weist drei sich über die Zeichnungsebene erhebende Wellenberge 1, 3, 5 und drei Wellentäler 2, 4, 6 auf. Die Wellenfeder 7 ist durch achsensymmetrische Rotation einer Erzeugenden 8 mit einem äußeren Endpunkt 2a und einem inneren Endpunkt 2i entstanden, wobei von den Endpunkten 2a bzw. 2i auf einem äußeren Umfang 9 drei Wellen mit einer Amplitude 11 und auf einem inneren Umfang 10 drei phasengleiche Wellen mit einer Amplitude 12 beschrieben werden.A wave spring 7 drawn in the unstressed state according to FIG. 1 with a wall thickness 14 according to FIG. 2 has three rising above the plane of the drawing Wave crests 1, 3, 5 and three wave troughs 2, 4, 6. The wave spring 7 is through axially symmetrical rotation of a generating line 8 with an outer end point 2a and an inner endpoint 2i emerged, with one of the endpoints 2a and 2i on one outer circumference 9 three waves with an amplitude 11 and on an inner circumference 10 three in-phase waves with an amplitude 12 can be described.

Die äußeren Punkte 2a, 4a, 6a der Wellentäler 2, 4, 6 bilden eine untere Auflagefläche 13 und die äußeren Punkte ia, 3a, 5a der Wellenberge 1, 3, 5, verschoben um die Wandstärke 14 eine obere Auflagefläche 15. Die Wellenfeder 7 hat im ungespannten Zustand Punktberührung mit den Auflageflächen 13 bzw. 15. Bei einer Einfederung tritt Linienberührung ein, sobald die nach Fig. 1 schräg erscheinende Erzeugende 8 geradegerichtet ist.The outer points 2a, 4a, 6a of the wave troughs 2, 4, 6 form one lower support surface 13 and the outer points ia, 3a, 5a of the wave crests 1, 3, 5, shifted by the wall thickness 14, an upper bearing surface 15. The wave spring 7 has point contact with the contact surfaces 13 and 15 in the unclamped state. In the case of deflection, line contact occurs as soon as that which appears obliquely according to FIG. 1 Generating 8 is straightened.

Die entsprechenden Berührungspunkte und Berührungslinien bewegen sich bei axialer Einfederung der Wellenfeder 7 in radialer Richtung. Die dabei entstehenden Reibungskräfte sind klein und in ihrer Auswirkung auf die Axiallast nahezu vernachlässigbar.The corresponding points of contact and lines of contact move with axial deflection of the wave spring 7 in the radial direction. The resulting Frictional forces are small and their effect on the axial load is almost negligible.

Eine Wellenfeder 27 nach Fig. 3 mit drei Wellenbergen 21, 23, 25 und drei Wellentäler 22, 24, 26 ist am äußeren Umfang 30 in Verlängerung der Wellenberge und Wellentäler mit Zentrierlappen 41, 43, 45 und 42, 44, 46 versehen, die ineinander passende und in der gleichen Richtung vorstehende Erhebungen 47 und Vertiefungen 48 als Einrastmittel aufweisen.A wave spring 27 according to FIG. 3 with three wave crests 21, 23, 25 and three wave troughs 22, 24, 26 is on the outer circumference 30 in extension of the wave crests and wave troughs provided with centering tabs 41, 43, 45 and 42, 44, 46, which interlock matching and projecting elevations 47 and depressions in the same direction 48 have as latching means.

Nach Fig. 4 ist die Wellenfeder 27 die oberste von drei aufeinandergelegten Wellenfedern 27, 28 und 29, wobei die Wellenfeder 28 gegenüber der Wellenfeder 27 um eine halbe Wellenlänge phasenverschoben ist und die Wellenfeder 29 mit der Wellenfeder 27 phasengleich ist. Die Wellenfedern 27, 28 und 29 bilden zusammen ein Federpaket, das durch die entsprechend der Zeichnung eingerasteten Zentrierlappen gegen Verdrehen der Wellenfedern untereinander gesichert ist. Bei Ein- und Ausfederung des Federpakets machen die Zentrierlappen 41 bis 46 kleine Winkelbewegungen, erfahren aber keine relative Verschiebungen. Die Einrastmittel sind zweckmäßig so ausgebildet, daß bei den angegebenen Winkelbewegungen keine Hemmungen der Federbewegungen auftreten.According to FIG. 4, the wave spring 27 is the topmost of three stacked one on top of the other Wave springs 27, 28 and 29, the wave spring 28 opposite the wave spring 27 is phase shifted by half a wavelength and the wave spring 29 with the wave spring 27 is in phase. The wave springs 27, 28 and 29 together form a spring package, the centering tabs locked in place according to the drawing to prevent twisting the wave springs are secured to each other. During compression and rebound of the spring assembly make the centering tabs 41 to 46 small angular movements, but experience none relative displacements. The latching means are expediently designed so that at the specified angular movements no inhibitions of the spring movements occur.

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Claims

Claims Dynamically stressed wave spring, in particular by hydraulic telescopic vibration dampers for motor vehicles that have a throttle ducts a valve plate covering a working piston, characterized in that in the case of the unstressed wave spring, the amplitudes (12) of the wave on the inner circumference (10) are smaller than the amplitudes (11) of the waves on the outer circumference (9).

2. wave spring according to claim 1, characterized in that at one by several stacked wave springs (27, 28 and 29) formed by the spring package the individual wave springs have measures to prevent rotation.

3. wave spring according to claim 2, characterized in that the outer Circumference (30) in extension of the wave crests (21, 23 and 25 and the wave troughs (22, 24 and 26) centering tabs (41, 43, 45 and 42, 44, 46) are provided which interlock have suitable locking means.