DE3049562A1 - Hydraulischer stossdaempfer - Google Patents
Hydraulischer stossdaempferInfo
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Description
DIPL.-INQ. H. J. HÜBNER
29. Dezember 1980/fh
Anmelderin: SHOWA MANUFACTURING CO., Ltd. 6-20, 2-chome, Yaesu,
Chuo-ku, Tokyo/ Japan
Bezeichnung: Hydraulischer Stoßdämpfer Anwaltsakte: X 619
130046/0541
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer
mit einer Kolbenstange, einer Befestigung zur Verbindung der Kolbenstange mit einer Fahrzeugachse, wobei die Befestigung
auf ein Außengewinde am Ende der Kolbenstange aufgeschraubt ist und wobei weiterhin eine Gegenmutter
vorgesehen ist.
Zur Einsparung von Energie und Kraftstoff besteht neuerdings die Tendenz, an Gewicht von Krafträdern und Automobilen
zu sparen. In diesem Zusammenhang ist es besonders wünschenswert, das Gewicht von Stoßdämpfern zu verringern,
an denen der Fahrzeugkörper solcher Fahrzeuge aufgehängt ist. Deshalb besteht der Wunsch, die Kolbenstangen
so dünn wie praktisch möglich zu machen. Da jedoch bei solchen hydraulischen Stoßdämpfern nicht nur
Axialkräfte, sondern auch Querkräfte aufgrund von Vibrationen des Fahrzeugkörpers auf diese Stoßdämpfer ausgeübt
werden, neigen die Kolbenstangen zu Biegungen oder Brüchen, wenn sie extrem dünn ausgeführt werden, wobei
diese Mängel an der Grundplatte der Befestigung auftreten, die auf das Ende der Kolbenstange aufgeschraubt ist. Deshalb
bestehen bei Kolbenstangen von hydraulischen Stoßdämpfern die konträren Erfordernisse/ nämlich der Verringerung
des Gewichtes, ohne jedoch einen Festigkeitsverlust hinzunehmen.
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Bei einem Stoßdämpfer dieser Erfindung, der eine Kolbenstange, eine Befestigungseinrichtung und eine Gegenmutter,
wie oben dargelegt, aufweist, hat die Gegenmutter einen gewindelosen, zylindrischen Abschnitt, der sich über einen
gewindelosen Abschnitt der Kolbenstange erstreckt und auf diesem mit Preßpassung befestigt ist, wobei die Befestigungseinrichtung
auf das Außengewinde der Kolbenstange an der dem gewindelosen, zylindrischen Abschnitt
gegenüberliegenden Seite der Gegenmutter aufgeschraubt ist.
Daraus ergibt sich, daß das maximale Biegemoment, das auf die Kolbenstange ausgeübt wird und das am Ende der Gegenmutter
auftritt, auf den gewindelosen Abschnitt der Kolbenstange wirkt, welcher viel besser in der Lage ist,
der Beanspruchung zu widerstehen, als der entsprechende Gewindeabschnitt bei bekannten Konstruktionen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung eingehender beschrieben, welche ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt und die Ergebnisse von Vergleichstests wiedergibt.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufriß-Ansieht der Anordnung, die an einem
hydraulischen Stoßdämpfer befestigt ist;
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Fig. 2 eine vergrößerte Längsschnitt-Ansicht mit Darstellung eines wesentlichen Teils der Anordnung von Figur 1;
Fig.. 3 eine vergrößerte Längschnitt-Ansicht mit Darstellung desselben Teils wie Figur 2, jedoch während der
Montage; und
Fig. 4 eine grafische Darstellung der Lebensdauer einer Anordnung gemäß der Erfindung in Vergleich mit einer
Anordnung gemäß dem Stand der Technik.
•Mit Bezug auf Figur 1 ist ein Kolben in einem Zylinder 2
eines hydraulischen Stoßdämpfers 1 verschiebbar gelagert und mit einer Kolbenstange 3 zur übertragung der Stoßdämpfungskraft
verbunden. Eine Befestigungseinrichtung 4 zur Verbindung des Stoßdämpfers mit der Achse eines Fahrzeuges
ist am unteren Endabschnitt der Kolbenstange 3 unter Einschluß eines Anlagesitzes 6 für eine Feder aufgebracht.
Dieser Federsitz 6 ist so angeordnet und ausgebildet, daß er ein Ende einer Schraubenfeder 5 abstützt. Der Federsitz
6 ist mittels einer Gegenmutter 7 befestigt. Das andere Ende 5b der Schraubenfeder 5 ist mittels eines Federsitzes
8 abgestützt/ der am äußeren Umfang des Zylinders 2 befestigt ist. Eine Befestigungseinrichtung 9 zur
Verbindung des anderen Endes des Stoßdämpfers mit dem Fahrfteugkörper ist am oberen Ende des Zylinders 2 vorgesehen.
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Die Befestigungsanordnung für die Befestigungseinrichtung 4 am unteren Ende ist in Figur 2 in größerem Maßstab dargestellt.
Der Endabschnitt der Kolbenstange 3 ist mit einem Außengewinde 10 versehen, auf welches die Gegenmutter
7 als erstes aufgebracht ist. Dann, nachdem der Federsitz 6 aufgesetzt worden ist/ wird die Befestigungseinrichtung
4 auf das Gewinde 10 geschraubt. Die Gegenmutter 7 weist einen zylindrischen Abschnitt 11 auf, der
mittels Preßsitz auf dem gewindelosen Abschnitt der Kolbenstange 3 befestigt ist und anfänglich einen grösseren
Innendurchmesser als der Durchmesser der Kolbenstange 3 aufweist, so daß dieser Abschnitt den Gewindeabschnitt
nicht berührt, wenn die Gegenmutter 7 auf die Kolbenstange 3 aufgeschraubt wird/ wie in Figur 3 veranschaulicht
ist. Wenn in dieser Position das eine Ende der Gegenmutter 7 an einem Werkzeug 12 anliegt, wird das Vorderende 11a
des 'zylindrischen Abschnittes 11 an seinem äußeren Umfangsabschnitt
11b mittels eines drehbaren mehrteiligen Werkzeuges (split-die) 13 verformt/ so daß sich ein Preßsitz auf
der Stange 3 ergibt.
Der Innenumfang 14 des Werkzeuges 13 weist eine leichte
Neigung 14b auf, an die sich eine steilere Neigung 14a
anschließt und durch Drehung deä Werkzeuges wird das Vorderende 11a der Gegenmutter 7 an der Stange 3 zu einem
Preßsitz verpreßt, wobei der äußere Umfangsteil 11b eine Gestalt entsprechend der schwachen Konizität. 14b erhält,
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während der Spalt zwischen dem Innenumfang 11c des zylindrischen
Abschnittes 11 und dem Außenumfang der Kolbenstange 3 geschlossen wird. Nachdem die Gegenmutter 7 befestigt
worden ist, wird die Befestigungseinrichtung 4 auf den Endabschnitt
der Kolbenstange 3 aufgeschraubt, so daß der Federsitz 6 gegen die Stirnfläche der Gegenmutter 7 gedrückt
wird. Im Fall eines hydraulischen Stoßdämpfers, dessen Schraubenfeder 5 innerhalb des Zylinders 2 gelagert ist,
wird die Befestigungseinrichtung 4 in direkten Kontakt mit der Stirnfläche der Gegenmutter 7 gedrückt.
Um die Beziehung zwischen der Größe des Spaltes zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 3 und dem Innenumfang
des zylindrischen Teils und der Lebensdauer zu bestimmen, sind Ermüdungsversuche durchgeführt worden mit einer hohlen
Kolbenstange, die einen Außendurchmesser von 14 mm und einen Innendurchmesser von 4,5 mm aufwies, so daß eine
Spannung von 30 kg/mm2 angelegt werden konnte. Für diese
Testzwecke wurde die Befestigungseinrichtung 4 in einem Hilfswerkzeug gehalten und auf die Kolbenstange wurde
eine Querkraft ausgeübt, bis die gemessene Spannung am Punkt P (Figur 2) den Wert von 30 kg/mm2 erreicht hatte.
Dieses Biegemoment wurde wiederholt erzeugt, bis die Kolbenstange versagte und die Zahl der Testzyklen vor dem
Versagen wurde in der Tabelle 1 für verschiedene Spaltgrößen angegeben.
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Die Ergebnisse von Ermüdungs-Tests ergeben sich aus der nachstehenden
Spaltdicke (μ) Lebensdauer in Arbeitszyklen
. 60 2.2 χ 104
50 , 3.6 χ 104
40 5.3 χ 104
30 6.9 χ 104
20 8.9 χ 104
10 11.4 χ 104
0 100 χ 104
Das Biegemoment, das auf die Kolbenstange 3 ausgeübt wird, erreicht sein Maximum am Punkt P gemäß Figur 2,
der mit der Ebene des Vorderendes 11a zusammenfällt und
dank der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Teil am Punkt P nicht mit einem Gewinde versehen, wodurch der
Widerstand gegen Biegung und Bruch erhöht wird. Im Gegensatz dazu wird bei einer Befestigungseinrichtung herkömmlicher
Art, die nicht mit einem zylindrischen Abschnitt 11 ausgestattet ist, das maximale Biegemoment auf
den Gewindeabschnitt ausgeübt und eine Spannungskonzentration findet am Gewindefuß statt, die zu einer hohen
Biege- oder Bruchgefahr der Kolbenstange führt. Die Ergebnisse der Ermüdungs-Tests beim Biegen der Stange, bei
denen die Lebensdauer einer Anordnung.A gemäß der Er-
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ΊΟ-
findung mit derjenigen einer Anordnung B gemäß dem Stand der Technik verglichen worden ist, indem.ein Biegemoment
wjaderholt an die Befestigungseinrichtung angelegt wird,
sind in Figur 4 dargestellt.
Die Kolbenstange, die in Figur 4 verwendet worden ist/ war
eine hohle Stange mit einem Außendurchmesser von 14 mm und einem Innendurchmesser von 4,5 mm (d.h. dieselbe Kolbenstange,
wie sie bei den Tests verwendet worden ist, die der Tabelle 1 zugrundeliegen) und der Spalt zwischen dem
Außenumfang der Kolbenstange und dem Innenumfang des zylindrischen Teils wurde auf den Wert Null bei der Anordnung
A reduziert.
Wie aus Figur 4 zu ersehen ist, kann die Lebensdauer der Anordnung gemäß der Erfindung mindestens auf das zigfache
der
derjenigen herkömmlichen Anordnung verbessert werden. Ein Punkt X, der in Figur 4 sichtbar ist, zeigt die Lebensdauer (nur für eine Spannung von 30 kg/mm2) einer herkömmlichen Anordnung, bei welcher eine Kolbenstange mit einem Außendurchmesser von 18 mm und einem Innendurchmesser von 4,5 mm und einem Sektionsmodul (modulus of section) doppelt so hoch wie der der vorher erwähnten Stange benutzt worden ist. Man sieht, daß die Lebensdauer einer herkömmlichen Anordnung weit niedriger liegt als diejenige gemäß der Erfindung, sogar wenn der Sektionsmodul der herkömmlichen Anordnung verdoppelt wird.
derjenigen herkömmlichen Anordnung verbessert werden. Ein Punkt X, der in Figur 4 sichtbar ist, zeigt die Lebensdauer (nur für eine Spannung von 30 kg/mm2) einer herkömmlichen Anordnung, bei welcher eine Kolbenstange mit einem Außendurchmesser von 18 mm und einem Innendurchmesser von 4,5 mm und einem Sektionsmodul (modulus of section) doppelt so hoch wie der der vorher erwähnten Stange benutzt worden ist. Man sieht, daß die Lebensdauer einer herkömmlichen Anordnung weit niedriger liegt als diejenige gemäß der Erfindung, sogar wenn der Sektionsmodul der herkömmlichen Anordnung verdoppelt wird.
13Q046/0541
Claims (4)
- DIPL.-INQ. H. J. HÜBNERD-896Kempten,Mozartslr. 21, Ruf 0831/23291f .A TENTANS P R Ü C H E/Ί.) Hydraulischer Stoßdämpfer (1) mit einer Kolbenstange (3), einer Befestigung (4) zur Anbringung an einer Fahrzeugachse, wobei die Befestigung (4) auf ein Außengewinde (10) am Ende der Kolbenstange (3) aufgeschraubt 1st und mit einer Gegenmutter (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmutter (7) einen gewindelosen, zylindrischen Abschnitt (11) aufweist, der sich über einen gewindelosen Abschnitt der Kolbenstange (3) erstreckt und auf diesem mit Preßsitz befestigt ist und daß die Befestigung (4) auf das Außengewinde (10) der Kolbenstange (3) auf der dem gewindelosen, zylindrischen Abschnitt gegenüberliegenden Seite der Gegenmutter (7) aufgeschraubt ist.
- 2. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß die Kolbenstange (3) hohl ausgebildet ist.
- 3. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (6) für eine Feder zwischen der Gegenmutter (7) und der Befestigung (4) sandwichartig angeordnet ist.130046/0541MUndiwt IM9I9·««, Dtulittt· H»nk Kcmplm IO 40104
- 4. Hydraulischer Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange (3) und dem zylindrischen Teil (11) der Gegenmutter (7) eine effektive Dicke gleich Null hat.130046/0541
Applications Claiming Priority (1)
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