DE4408405B4

DE4408405B4 - Schwingungsdämpfer mit mechanischem Zuganschlag

Info

Publication number: DE4408405B4
Application number: DE4408405A
Authority: DE
Inventors: Günther Handke; Edward W. Macomb Silye; Toivo Dearborn Heights Raabis; Thomas Troy Achard; Matthias Rochester Hills Raulf
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1993-08-14
Filing date: 1994-03-12
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2014-03-13
Also published as: DE4408405A1

Abstract

Schwingungsdämpfer oder Federbein mit einem mechanischen Zuganschlag, umfassend einen Zylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zylinderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Führung und eine Dichtung für die Kolbenstange befindet, während der mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlag besitzt, und eine Feder, die sich ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange einerseits an der Kolbenstangenführung und anderseits am Anschlag abstützt, wobei jeweils ein Anschlagkörper, bestehend aus einer Hülse und einem Flansch, an beiden Enden mit der Feder eine Presspassung eingeht und die Hülse an ihrem Innendurchmesser mindestens eine radiale Führungsfläche gegenüber der Kolbenstange aufweist, so dass eine schwimmende Lagerung der Baueinheit Feder-Anschlagkörper zur Kolbenstange vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einerseits an ihrem Außendurchmesser eine Hinterschneidung (33) aufweist, in die mindestens eine Endwindung...

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 28 53 914 A1 ist ein mechanischer Zuganschlag für einen Schwingungsdämpfer oder ein Federbein bekannt, der unter anderem eine Feder besitzt, die im Ringraum zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder angeordnet ist und ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange auf einer Anschlagfläche der Kolbenstange zur Anlage kommt. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen zentriert sich die Feder im Bereich der Kolbenstangenführung am Innendurchmesser des Zylinderrohres und am unteren Ende an der Kolbenstange. Der unmittelbare Kontakt der Feder zu den genannten Schwingungsdämpferbauteilen während der Montage und/oder dem Dämpferbetrieb führt zu einem Abrieb an den Oberflächen der Kolbenstange bzw. am Zylinderrohr mit der Folge, dass kleine Spänchen entstehen, die die Dämpfeinrichtung in ihrer Funktion beeinträchtigen können.

Die Ausführungen nach den 3 und 4 der DE 28 53 914 A1 besitzen in ihrem unteren Ende einen Dämpfringträger, der über Führungsnocken eine Zentrierung gegenüber der Kolbenstange ermöglichen soll. Bei der Verbindung zwischen der Feder und dem angespritzten Dämpfringträger treten jedoch Probleme auf, die eine über die gesamte Lebensdauer zuverlässige Funktion des hydraulisch-mechanischen Zuganschlags nicht garantieren können. So ist es fertigungstechnisch schwierig die Feder zu umspritzen, so dass die Maßhaltigkeit der Führungsnocken ungenau wird. Dadurch kann die Feder mit der Kolbenstange in schabenden Kontakt geraten. Des weiteren stehen durch die besondere Art der Verbindung zwischen der Feder und dem Dämpfringträger einige Windungen für den Federungsvorgang nicht zur Verfügung. Zusätzlich treten große Spannungen innerhalb der Hülse des Dämpfringträgers auf, die die Verbindung zur Feder gefährden.

Die WO 84/01 198 A1 beschreibt einen hydraulisch mechanischen Zuganschlag innerhalb des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums, wobei als Feder ein elastischer Ring zur Anwendung kommt. Dieser elastische Ring begrenzt einen Raum radial zur Kolbenstange. In die offenen Enden es elastischen Rings sind Anschlagkörper eingepresst.

Ein weiteres Problem besteht in der Forderung nach einer einfachen und trotzdem prozesssicheren Federung. Bisher ist es nur mit erheblichem Aufwand möglich, das oberen Ende der Feder direkt unterhalb der Kolbenstangenführung zuverlässig anzuordnen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme mit einfachsten Mitteln zu beheben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Die formschlüssige Verbindung zwischen der Hülse zwischen der Feder ist derart ausgeführt, dass sie das Eigengewicht der Feder zuverlässig aufnehmen kann. Bei relativ weichen und langen Federn kann es zu Knickungen der Feder beim Fede rungsvorgang kommen. Diese können jedoch nicht zu einem Kontakt der Kolbenstange und der Feder führen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal besteht der Anschlagkörper aus Kunststoff. Dabei wird der günstige Reibkoeffizient zwischen Kunststoff und der Kolbenstangenoberfläche ausgenutzt. Eine PTFE-Beschichtung, die entsprechend enge Toleranzen fordert, kann unterbleiben.

Um auf jeden Fall einen Schleifkontakt zum Zylinder zu vermeiden, ist einerseits vorgesehen, dass der Flansch der Hülse und die Feder einen kleineren Außendurchmesser aufweisen als der Innendurchmesser des Zylinders.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer in Gesamtdarstellung,
2 u. 3 Anschlagkörper als Einzelteil.
Der in 1 gezeigte Schwingungsdämpfer ist als ein Federbein ausgeführt und besteht aus einem Zylinder 1, welcher konzentrisch in einem Behälterrohr 3 angeordnet ist. Zwischen dem Zylinder 1 und dem Behälterrohr 3 befindet sich ein Ausgleichsraum 5, der über ein Bodenventil 7 mit dem Arbeitsraum 9 verbunden ist. Eine Kolbenstange 11 ist in der Kolbenstangenführung geführt und mittels der Kolbenstangendichtung 15 nach außen abgedichtet. Der Innenraum des Zylinders 1 wird durch einen Kolben 17 in den unterhalb des Kolbens 17 angeordneten Arbeitsraum 9 und einem ringförmigen von der Kolbenstange 3 und der Innenwand des Zylinders 1 begrenzten Arbeitsraum 19 getrennt.
Innerhalb des Arbeitsraumes 19 ist ein mechanischer Zuganschlag angeordnet, der aus einer Feder 21 und jeweils einem Anschlagkörper 23 an den Enden der Feder besteht. Neben der dargestellten Feder mit Rechteckquerschnitt kann selbstverständlich auch ein Rundquerschnitt bei der Feder eingesetzt werden. Der Zuganschlag 21, 23 ist schwimmend an der Kolbenstange gelagert und stützt sich ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange 11 an der Kolbenstangenführung 13 und einem Anschlag 25 an der Kolbenstange 11 ab.
In 2 wird nur der Anschlagkörper 23 gezeigt, der im wesentlichen aus einer Hülse 27 und einem Flansch 29 besteht. Am Innendurchmesser besitzt der Anschlagkörper 23 eine radiale Führungsfläche 31, die mit der Kolbenstange 11 (1) in gleitendem Kontakt steht. In dieser Ausführungsvariante stellt der gesamte Innendurchmesser die Führungsfläche bei ausreichenden Bauraumverhältnissen auch Rippen angeformt sein, die die Führungsfunktion übernehmen.
Der Außendurchmesser der Hülse 27 weist eine Hinterschneidung 33 auf, in die die Feder 21 eingreift. Die linke Schnitthälfte zeigt eine Hinterschneidung für eine Feder mit Rundquerschnitt, die rechte für einen Rechteckquerschnitt. In Druckrichtung stützt sich die Feder am Flansch 29 ab hingegen in Zugrichtung an der Hinterschneidung 33.
Die 3 zeigt eine alternativ Ausführung eines Anschlagkörpers 23, dessen Hülse eine leicht konische Außenkontur besitzt, damit möglichst nur eine Endwindung der Feder 21 mit der Hülse 27 eine Preßpassung eingeht. Selbstverständlich kann man auch einen konstanten Außendurchmesser wählen, wenn mehrere Endwindungen zugelassen werden, die Steigung der Feder größer ist als die axiale Ausdehnung der Hülse 27 oder die Feder eine Endwindung mit reduziertem Innendurchmesser aufweist.
Beispielhaft ist der Flansch 29 mit einer einer Rundfeder angepaßten Kontur ähnlich eines Federtellers 35 ausgerüstet. Dadurch erübrigt sich vorteilhafterweise ein Anschleifen der Federenden.
Bei ausreichenden Platzverhältnissen kann zur besseren Montage der Feder die Hülse 27 einen oder mehrere Schlitze 37 aufweisen, die eine elastische Deformation der Hülse 27 ermöglichen und dadurch die zulässigen Toleranzen für den Außendurchmesser der Hülse deutlich vergrößern lassen.
Die gesamte Montage des mechanischen Zuganschlags wird dadurch erleichtert, daß die Feder 21 jeweils endseitig mit einem Anschlagkörper 23 versehen wird und man diese Baueinheit vor dem Verschließen des Schwingungsdämpfers durch die Kolbenstangenführung 13 in das Zylinderrohr 1 einführt. Der bei dem Anschlagkörper 23 zur Anwendung kommende Werkstoff Kunststoff garantiert, daß beim Kontakt zwischen der Kolbenstange 11 und dem Anschlagkörper 23 keine Beschädigungen der Kolbenstangenoberfläche und damit Späne auftreten.
Des weiteren wird durch die Dimensionierung der Außendurchmesser des Flansches 29 der Hülse 27, sowie der Feder 21 garantiert, daß kein Kontakt zum Zylinder 1 auftreten kann. Beschädigungen bei der Montage und beim Federungsvorgang werden vermieden. Ebenso kann durch die Länge der Hülse 27, die ein Mehrfaches einer Federwindung der Feder 21 beträgt, verhindert werden, daß die Feder 21 mit der Kolbenstange 11 in Berührung kommt.

Claims

Schwingungsdämpfer oder Federbein mit einem mechanischen Zuganschlag, umfassend einen Zylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zylinderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Führung und eine Dichtung für die Kolbenstange befindet, während der mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlag besitzt, und eine Feder, die sich ab einem bestimmten Ausfahrweg der Kolbenstange einerseits an der Kolbenstangenführung und anderseits am Anschlag abstützt, wobei jeweils ein Anschlagkörper, bestehend aus einer Hülse und einem Flansch, an beiden Enden mit der Feder eine Presspassung eingeht und die Hülse an ihrem Innendurchmesser mindestens eine radiale Führungsfläche gegenüber der Kolbenstange aufweist, so dass eine schwimmende Lagerung der Baueinheit Feder-Anschlagkörper zur Kolbenstange vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse einerseits an ihrem Außendurchmesser eine Hinterschneidung (33) aufweist, in die mindestens eine Endwindung der Feder (21) eingreift und anderseits mit ihrem Außendurchmesser mit der Feder (21) eine Presspassung eingeht, wobei die axiale Länge der Hülse (27) ein Mehrfaches einer Federwindung der Feder (21) entspricht.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagkörper (23) aus Kunststoff besteht.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (27) mindestens einen Längsschlitz (37) aufweist, der eine zur leichteren Montage der Feder (21) erwünschte elastische Deformation der Hülse (27) ermöglicht.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch der Hülse (27) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Zylinders (1).
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (21) einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der Innendurchmesser des Zylinders.