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"Feststoffstoßdämpfer" Die Erfindung betrifft einen Feststoffstoßdämpfer,
bestehend aus einem etwa rohrförmigen Gehäuse mit einer Füllung aus einem kompressiblen
Feststoff, wobei in dem Gehäuse axial verschiebbar und aus diesem durch einen zur
Führung dienenden Verschlußstopfen an einem Ende des Gehäuses herausragend eine
Kolbenstange angeordnet ist, die im Gehäuseinneren einen Kolben trägt, dessen geschlossener
Querschnitt kleiner ist als der Innenquerschnitt des Gehäuses.
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Derartige Feststoffstoßdämpfer, die im Gegensatz zu den herkömmlichen
Stoßdämpfern nicht mit einer Dämpfungsflüssigkeit, sondern mit kompressiblem Feststoff
gefüllt sind, sind aus der US-PS 3 o53 526 bekannt. Diese Feststoffstoßdämpfer sind
besonders geeignet zur Dämpfung sehr hoher Stoßkräfte. Sie werden deshalb vorwiegend
als Aufprallstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Als kompressibler Feststoff
kann Silikonkautschuk oder andere Feststoffe auf Silikonbasis eingesetzt werden.
Derartige kompressible Feststoffe sind ebenfalls bekannt. Diese aus der US-PS 3
053 526 und der DT-OS 1 933 852 bekannten Feststoffstoßdämpfer sind konstruktiv
außerordentlich aufwendig.
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Insbesondere ist die Ausbildung der Verschlußstopfen als Gewindeschrauben
von der fertigungstechnischen und von der konstruktiven Seite her sehr problematisch.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Feststoffstoßdämpfer
in ihrem Aufbau zu vereinfachen, so daß die Herstellung der Einzelteile und ihre
Montage vereinfacht und die Betriebssicherheit erhöht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschlußstopfen
mittels radial in Nuten in der Gehäuseinnenwand eingesetzter, axial unverschiebbarer
Klemmeinrichtungen nach außen festgelegt ist. Hierdurch wird in einfacher Weise
erreicht, daß nach Einpressen des Verschlußstopfens gegen den Druck der Füllung
aus kompressiblern Feststoff in das Gehäuse hinein lediglich eine solche J'lemmeinrichtung
radial in die Gehäuseinnenwandung eingesetzt zu werden braucht, wodurch anschlie£end
nach Entlasten des Verschlußstopfens dessen Wlederherausschieben aus dem Gehäuse
verhindert wird. Gemäß einer besonders einfachen Weiterbildung der Erfindung ist
der Verschlußstopfen mittels eines in der Nut in der Gehäuseinnenwand fest liegenden
Sprengrings nach außen festgelegt, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen
einer entsprechenden Anschlagfläche des Verschlußstopfens und dem Sprengring ein
oder mehrere Distanzringe oder eine Distanzhülse mit veränderbarer axialer Dicke
vorgesehen ist. Bei dieser Befestigungsart kann die Füllung aus kompressiblem Feststoff
auf eine Soll-Vorspannung gebracht werden. Je nachdem, wie groß der axiale Abstand
zwischen der Anschlagfläche am Verschlußstopfen und dem Sprengring nach dem Einpressen
des Verschlußstopfens ist, wird aus einer größeren Anzahl von Distanzringen bzw.
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Distanzhülsen mit unterschiedlicher axialer Dicke ein geeigneter Distanzring
oder bei Verwendung von dünnen Distanzringen gleicher Dicke eine entsprechende Anzahl
ausgewählt.
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Bei einer anderen Ausgestaltung dieser erfindungsgemäßen Lösung weist
der Verschlußstopfen einen sich nach außen verjüngenden kegelstumpfförmigen Abschnitt
auf, zwischen dem und der Gehäuseinnenwand Keilstücke angeordnet sind, die auf ihrer
jeweiligen Außenseite in Ringnuten in der Gehäuseinnenwand eingreifende teil-ringförmige
Vorsprünge aufweisen.
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Auch hier werden nach dem Heinpressen des Verschlußstopfens in das
Gehäuse diese Keilstücke eingesetzt, die sich nach Loslassen des Verschlußstopfens
unter der Kraft der vorgespannten Füllung aus kompressiblem Feststoff verteilen
und den Verschlußstopfen festlegen. Auch hier ist eine individuelle Einstellung
der Vorspannung möglich, wenn in der Gehäuseinnenwand mehr Ringnuten als Vorsprünge
auf den Keilstücken vorgesehen sind.
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Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Lösung der oben angegebenen
Aufgabe ist bei einem Feststoffstoßdämpfer der eingangs beschriebenen Art eine das
zugeordnete Ende des Gehäuses und mit ihrer-Stirnfläche den Verschlußstopfen übergreifende
Hülse vorgesehen, die axial mittels eines auf ihrer Innenfläche angebrachten, in
eine entsprechende Ringnut in der ;ußenwandung des Gehäuses eingreifenden Ringsteges
gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist. Bei dieser Ausgestaltung wird der Verschlußstopfen
über die Stirnfläche der Hülse gehalten, die wiederum axial durch den Ringsteg und
die entsprechende Ringnut unverschiebbar ist. Bei einer besonders einfachen Weiterbildung
dieser
erfindungsgemäßen Lösung sind Hülse und Verschlußstopfen einstückig ausgebildet
und ist der Ringsteg durch Einrollen des ensprecheiden Teils der Hülse in die Ringnut
oder -nuten in der Außenwandung des Gehäuses gebildet. Hierbei wird erreicht, daß
durch Eindrücken des Verschlußstopfens in das Gehäuse eine entsgSeefheRde Vorspannung
der Füllung aus kompressiblem Feststofr/tingestellt und anschließend der Verschlußstopfen
in dieser Lage axial gegenüber dem Gehäuse durch Einrollen in die Ringnut oder -
nuten in der Gehäuseaußenwand axial festgelegt wird.
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Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse in einer
Mittellängsebene geteilt, also nicht einstückig mit dem Verschlußstopfen ausgebildet.
Die Hälften der Hülse werden hierbei vorteilhafterweise mittels in Nuten liegender
Sicherungsringe zusammengehalten. Die Ringstege und die zugehörigen Ringnuten in
der Außenwandung des Gehäuses können zweckmäßigerweise hierbei Schwalbenschwanzprofil
aufweisen, so daß auf diesem Wege ein Auseinanderklaffen der beiden Hälften der
Hülse verhindert wird, da durch die axiale Belastung die beiden Hälften der Hülse
gegen die Außenwandung des Gehäuses gezogen werden.
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Eine individuelle EinStellung der Vorspannung der Füllung aus kompressiblem
Feststoff kann dadurch erreicht werden, daß zwischen der Stirnseite der Hülse und
dem Verschlußstopfen Beilagscheiben angeordnet sind. Ein Auseinanderklaffen der
beiden Hälften der Hülse kann auch über die Beilagscheiben noch verhindert werden,
indem nämlich die Beilagscheiben und die entsprechenden Anschlagflächen am Verschlußstopfen
und an der Stirnseite der Hülse kegelstumpfförmig ausgebildet sind, so daß auch
hier bei axialer Belastung des Verschlußstopfens und
damit der beiden
Hälften der Hülse diese über die schrägliegenden Berührungsflächen nach innen gezogen
werden.
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Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Kolbenstange
in eine den Kolben axial-ganz durchsetzende Gewindebohrung eingeschraubt. Da somit
auch der Querschnitt der Kolbenstange vom Druck des vorgespannten kompressiblen
Feststoffs beaufschlagt wird, tritt zwischen Kolben und Kolbenstange eine Selbsthemmung
ein, die eine weitere Sicherung der Gewindeverbindung unnötig macht.
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Bei einem Feststoffstoßdämpfer mit einem mit dem äußeren Ende der
Kolbenstange gekuppelten, das Gehäuse übergreifenden Schutzrohr ist es in besonders
einfacher Weise möglich, daß die Kolbenstange lose zwischen dem geschlossenen Ende
dieses Schutzrohres und dem Kolbeiangeordnet ist. Hierbei ist das Schutzrohr auf
einem zylindrischen Abschnitt des Gehäuses geführt und auf einem weiteren zylindrischen
Abschnitt geringeren Durchmessers durch Einrollen oder Umbördeln gehalten. Vorteilhafterweise
ist hierbei die Kolbenstange im Kolben lediglich mit Preßsitz gehalten. Das Schutzrohr
kann in besonders einfacher Weise einstückig als Fließpreßteil hergestellt sein.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen
erfindungsgemäßen Feststoffstoßdämpfer im Längsschnitt, Fig. 2 einen erfindungsgemäßen
Feststoffstoßdämpfer mit Schutzrohr im Längsschnitt,
Fig. 3 eine
Variation des geschlossenen Endes des Gehäuses, Fig. 4 eine Festlegung des Verschlußstopfens
mittels Keilstücken, Fig. 5 einen Teil-Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Feststoffstoßdämpfer mit einem einstückig mit einer Hülse ausgebildeten Verschlußstopfen,
Fig. 6 einen Teil-Längsschnitt durch einen Feststoffstoßdämpfer mit einer geteilten,
mittels zweier Sicherungsringe zusammengehaltener Hülse, Fig. 7 einen Teil-Längsschnitt
durch einen Feststoffstoßdämpfer mit geteilter Hülse und kegelstumpfförmigen Beilagscheiben
und Fig. 8 einen Teil-Längsschnitt durch einen Feststoffstoßdämpfer mit schwalbenschwanzförmigen
Ringstegen.
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Alle dargestellten und beschriebenen Feststoffstoßdämpfer bestehen
aus einem im wesentlichen rohrförmigen Gehäuse 1, das an einem - in der Zeichnung
jeweils rechten - Ende verschlossen ist. An seinem anderen Ende ist das Gehäuse
mit einem im wesentlichen zylindrischen, spielfrei, aber noch nicht mit Preßsitz
an der Gehäuseinnenwand anliegenden Verschlußstopfen 2 verschlossen. Der Verschlußstopfen
2 weist eine koaxiale Bohrung 5 auf, durch die eine Kolbenstange 4 axial verschiebbar
geführt ist. Um eine Dichtung zwischen der Außenseite des Verschlußstopfens 2 und
der Gehäuseinnenwand.
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einerseits und der Bohrung 5 im Verschlußstopfen 2 und der Kolbenstange
4 andererseits zu gewährleisten, ist an der
gehäuseinnenseitigen
Fläche des Verschlußstopfens 2 eine Lippendichtung 5 vorgesehen, die gegenüber der
Gehäuseinnenwand und gegenüber der Fläche der Kolbenstange 4 abdichtet.
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Am gehäuseinnenseitigen Ende der Kolbenstange 4 ist ein Kolben 6 angebracht,
der Spiel gegenüber der Gehäuseinnenwandung aufweist. In einer Außen-Ringnut 7 dieses
Kolbens 6 ist ein Dichtungsring 8 aus hartelastischem Material angeordnet, der eine
Abdichtung des Kolbens 6 gegenüber der Gehäuseinnenwand gewährleistet. Im Kolben
6 sind achsparallele Durchlaßbohrungen 9 angebracht, die, da sie an beiden Seiten
stets offen und mit konstantem Durchmesser ausgebildet sind, eine gleichbleibende
Dämpfung beim Hineinfahren der Kolbenstange 4 und beim Herausfahren der Kolbenstange
4 in bzw.
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aus dem Gehäuse 1 aufweisen.
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Außerdem sind in dem Kolben 6 Durchlaßkanäle lo angebracht; die von
dem Gehäuseinnenraum kommend in die Außen-Ringnut 7 im Kolben 6 einmünden. Da diese-Außen-Ringnut
7 breiter ist als der zugehörige Dichtungsring 8, kann sich dieser in dieser Nut
jeweils entgegen der Bewegungsrichtung der Kolbenstange verschieben. Beim Hineindrücken
der Kolbenstange 4 in das Gehäuse 1 legt sich daher dieser Dichtungsring 8 vor die
eine Öffnung eines solchen Durchlaßkanals lo, so daß durch den Durchlaßkanal lo
kein Dämpfungsmaterial strömen kann. Beim Herausfahren der Kolbenstange 4 aus dem
Gehäuse 1 dagegen gibt der Dichtungsring 8 die entsprechende Auslaßöffnung'frei,
so daß Dämpfungsmateriål auch durch den Durchlaßkanal lo strömen kann. Beim Herausfahren
der Kolbenstange 4 aus dem Gehäuse 1 trat daher eine geringere Dämpfung auf, als
beim Hineindrücken.
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Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 ist im Bereich des
Endes des Gehäuses 1 in dessen Innenwandung eine Nut 11 eingestochen, in der ein
Sprengring 12 angeordnet ist. Dieser Sprengring 12 liegt gegen eine entsprechend
geformte Anschlagfläche 13 des Verschlußstopfens 2 an, so daß dieser gegen ein Herausschieben
aus dem Gehäuse 1 gesichert ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zwischen dem Sprengring 12
und der entsprechenden Anschlagfläche 17 des Verschlußstopfens 2 noch ein Distanzring
bzw. eine Distanzhülse 14 angeordnet.
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Dadurch, daß der Verschlußstopfen 2 mit einem Bund 2' den Raum innerhalb
des Sprengringes 12 füllt, ist ein unbeabsichtigtes Lösen des Sprengringes 12 nach
dem Einsetzen ausgeschlossen.
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Der freie Innenraum des Gehäuses 1 ist mit einem kompressiblen Feststoff,
beispielsweise einem Silikonkautschuk 15, gefüllt, der vorgespannt werden muß. Eine
solche Vorspannung wird bei der Montage dadurch erreicht, daß nach Einführen eines
vorgefertigten Formlings aus kompressiblem Feststoff 15 eine aus dem Kolben 6 mit
Dichtungsring 8, der Lippendichtung 5, dem Verschlußstopfen 2 und der Kolbenstange
4 bestehende Baugruppe in das entsprechende offene Ende des Gehäuses 1 eingeschoben
wird und auf den Verschlußstopfen 2 ein der gewünschten Vorspannung des kompressiblen
Feststoffs 15 entsprechender Druck ausgeübt wird. Je nach dem Abstand zwischen der
Anschlagfläche 13 am Verschlußstopfen 2 und dem Sprengring 12 wird dann ein geeigneter
Distanzring 14 ausgewählt, eingesetzt und anscllließend der Sprengring 12 in die
Nut 11 eingefügt. Die Montage des erfindungsgemäßen Feststoffstoßdämpfers und die
individuelle Einstellung der Vorspannung des kompressiblen Feststoffes ist damit
in äußerst einfacher Weise erreichbar.
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Bei der,usführung gemäß Fig. 1 ist die Kolbenstange 4 in eine durchgehende
Gewindebohrung 16 im Kolben 6 geschraubt.
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Da somit auch der ffiuerschnitt der Kolbenstange 6 direkt von dem
Druck des kompressiblen Feststoffes beaufschlagt wird, wird eine Selbsthemmung dieser
Gewindeverbindung zwischen Kolben 6 und Kolbenstange 4 erreicht, so daß zusätzliche
Sicherungen nicht notwendig sind.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 weist die Kolbenstange 4 an ihrem
freien Ende einen verdickten Abschnitt 17 auf, der einstückig mit der Kolbenstange
4 ausgebildet ist. Die gesamte Kolbenstange einschließlich dieses verdickten Abschnittes
17 kann beispielsweise durch Warmpressen hergestellt werden. In diesem verdickten
Abschnitt 17 ist eine Ringnut 18 eingestochen, über die die Kolbenstange beispielsweise
mittels eines nicht dargestellten Sprengrings in axialer Richtung festgelegt werden
kann. Außerdem ist an der Stirnfläche dieses verdickten Abschnittes 17 ein Radialschlitz
l9 angebracht, der zum Festdrehen der Kolbenstange 4 auf dem Kolben 6 dient. Anstelle
dessen kann selbstverständlich auch ein Innensechskant q. dgl. vorgesehen sein.
Diese Ausführung gestattet es, daß von der Kolbenstange 4 Druck- und Zugkräfte übertragen
werden.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 ist das Gehäuse 1 und das aus diesem
herausragende Ende der Kolbenstange 4 von einem Schutzrohr 20 umgeben, das an seinem
geschlossenen Ende eine Ausbuchtung 21 aufweist, in der das freie, etwa halbkugelförmige
Ende der Kolbenstange 4 frei anliegt.
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Das andere gehäuseinnenseitige Ende der Kolbenstange 4 ragt in eine
zylindrische, sich nicht ganz durch den Kolben 6 erstreckende Bohrung 22, in die
es spielfrei und gegebenenfalls mit Preßsitz eingefügt ist. Da die Kolbenstange
4 stets nur in der Bohrung 3 im Verschlußstopfen 2 radial geführt ist, ist ein strammer
Sitz des gehäuseinnenseitigen Endes der Kolbenstange 4 in der zylindrischen Bohrung
22 des Kolbens 6 notwendig, damit der Kolben 6 radial nicht arbeiten kann.
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Das einstückig fließgepreßte Schutzrohr 20 ist etwa Uber die halbe
Länge der Außenwandung des Gehäuses auf diesem geführt.
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Hieran schließt sich zum dem Austritt der Kolbenstange 4 entgegengesetzten
Ende ein etwas verjüngter Abschnitt 23 an, zu dem hin das freie Ende 24 des Schutzrohrs
20 umgebördelt oder eingerollt ist, so daß das Schutzrohr 20 nicht von dem Gehäuse
1 herunterrutschen kann. Um ein Eindringen von Schmutz zu verhindern, ist am Beginn
des verjüngten Abschnitts 25 zwischen diesem und dem Schutzrohr 24 ein Dichtring
25 angeordnet.
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Sollten beim Einstellen der Vorsparmung des kompressiblen Feststoffs
15 größere Toleranzen auftreten, so kann gemäß der Darstellung in Fig. 5 am geschlossenen
Ende des Gehäuses 1 dieses mit einer Gewindeschraube 26 verschlossen werden, die
beispielsweise unter Benutzung eines Drehmomentenschlüssels unterschiedlich tief
in das Gehäuse 1 eingeschraubt wird, wodurch sich unterschiedliche Vorspannungen
des kompressiblen Feststoffs 15 erreichen lassen.
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Bei der jusfiahrung gemäß Fig. 4 weist der Verschlußstopfen 2 einen
sich nach außen kegelstumpfförmig verJüngenden Abschnitt 27 auf. In die Innenwand
des Gehäuses 1 sind im Bereich von dessen dem Verschlul'ssGopi^en zugeordneten Ende
im gleichen Abstand voneinander eine ldethe Ringnuten 28 von gleichem Querscirnitt
geschnitten. Zwischen der Schragfläche des verjüngten Abschnittes 27 des Verschlußstopfens
2 und dem mit diesen Ringnuten 28 versehenen Teil der Innenwandung des Gehäuses
1 sind diesen Flächen angepaßte Teilstücke 29 angeordnet, die auf ihrer Außenfläche
in die Ringnuten 28 eingreifende teilringförmige Vorsprünge 30 aufweisen. Aufgrund
der von der Füllung 15 auf den Verschlußstopfen ausgeübten, nach außen gerichteten
Kraft werden diese teilstücke fest gegen die Innenwandung des Gehäuses gepreßt und
halten so den Verschlußstopfen in seiner Lage. Wenn in der Gehäuseinnenwandung mehr
Ringnuten angebracht sind, als ringförmige Vorsprtinge 30 auf der Auenfläche der
Teilstücke 29 vorhanden sind, können diese Keilstücke in unterschiedlichen axialen
Lagen- festgelegt werden, so daß auch hier eine Anpassung an ein unterschiedlich
tiefes Eindrücken des Verschlußstopfens 2 beim Vorspannen der Füllung 15 ausgeglichen
werden kann.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist der Verschlußstopfen 2 mit einer
das zugeordnete freie Ende des Gehäuses 1 übergreifenden Hülse 31 einstückig ausgebildet.
Der dieses freie Ende des Gehäuses 1 aufnehmende Ringraum 32 ist so ausgebildet,
daß in der Normalstellung dieses Verschlußstopfens noch axiales Spiel vorhanden
ist, so daß dieser Verschlußstopfen auch noch weiter in das Gehäuse 1 hineingeschoben
werden kann.
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Noch von der Hülse 31 iiberdecltt sind in der Außenwandung des Gehäuses
1 eine oder mehrere Ringnuten 33 angebracht, in die der entsprechende TLil der jülse
51 nach entsprechendem Ein drücken des XlerschluS,stopSens 2 unter Erzeugung der
gewünsch@en Vorspannkrarle im kompressiblen Feststoff 15 eingerollt wird, wodurch
eine dauerhafte axiale Festlegung des Verschlußstopfens 2 unter Erreichung der gewünschten
Vorspannkraft im kompressiblen Feststoff 15 gewährleistet wird.
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Bei den Ausführungen gemäß Fig. 6 bis 8 ist die Hülse 31 nicht einstückig
mit dem Verschlußstopfen 2 ausgebildet, sondern in einer Längsmittelebene geteilt.
Mit ihrer Stirnfläche 34 übergreift sie zumindest teilweise die Außenseite des Verschlußstopfens
2. Eine axiale Verschiebung der beiden Hälften der flülse 31 wird dadurch verhindert,
daß ein auf ihrer Innenfläche umlaufender Ringsteg 35 in eine entsprechende Ringnut
36 in der ußenwandung des Gehäuses eingreift.
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Ein unbeabsichtigtes radiales Entfernen der beiden Hälften der Hülse
31 von dem Gehäuse wird bei der Ausführung gemäß Fig. 6 dadurch verhindert, daß
am Außenumfang der beiden Hälften der Hülse, und zwar vorzugsweise im Bereich des
Ringsteges 35, eine umlaufende Ringnut 37 vorgesehen ist, in die ein Sprengring
38 eingelegt ist. An der Stirnseite 34 der beiden Hälften der Hülse 31 ist ebenralls
eine Ringnut 39 angebracht, in die ein Ring 40 eingelegt ist, der beispielsweise
mit der Ringnut 39 verstemmt werden kann.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 ist ebenfalls im Bereich des Ringsteges
35 auf der Außenseite der beiden Hälften der Hülse 51 eine umlaufende Ringnut 57
angebracht, in die ein Sprengring 58 eingelegt ist.
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Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 weist der Ringsteg 35 und die zugehörige
Ringnut )6 auf ihrer dem freien Ende des Gehäuses 1 zugewandten Seite ein ScnwalbenschwanzproCil
auf, so daß die beiden Hälften der Hülse 51 aufgrund der nach außen gerichteten
Kraft am Verschlußstopfen 2 fest gegen die Außenwandung des Gehäuses 1 gezogen werden.
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Bei allen drei Ausführungen gemäß den Figuren 6, 7, 8 sind zwischen
der Innenfläche der Stirnseiten 74 der Hülsen 31 und dem Verschlußstopfen 2 Beilagscheiben
41 angeordnet, mittels derer auch hier eine individuelle Vorspannung der Füllung
15 erreicht werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 sind die Beilagscheiben
41 und die entsprechenden Anschlagflächen des Verschlußstopfens 2 bzw. der Stirnfläche
54 der Hülse 51 kegelstumpfförmig ausgebildet, so daß hier auch aufgrund der nacli
außen gerichteten WraAt des Verschlußstopfens 2 die Stirnflächen 34 der Hälften
der Hülse 51 an einem Auseinanderklaffen gehindert werden.
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