-
verfahren zur Befestigung eines Kolbens auf einer Kolben-
-
stange, insbesondere von hydraulischen Teleskopdämpfern für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines Kolbens auf einer
Kolbenstange, insbesondere von hydraulischen Teleskopdämpfern für Kraftfahrzeuge,
bei dem ein mit einer Bohrung versehener Kolben auf einen Zapfen einer Kolbenstange
bis zum Anschlag an eine von dem Zapfen und der Kolbenstange gebildeten Stützfläche
gesteckt und zwischen dieser Stützfläche und einem gegenüber dem Zapfen radial vorstehenden
Ringelement fest verspannt wird, wobei eine Verlängerung des Zapfens axial aus dem
Kolben herausragt und beispielsweise zur Halterung von Funktionsteilen des Kolbens
dient.
-
Aus der DT-PS 930 716 ist ein federbelastetes Ventil für einen Dämpfer
bekannt, bei dem eine Kolbenstange mittels eines Spannstiftes in einem Kolben befestigt
ist und einen aus dem Kolben herausragenden Schaft besitzt. Eine kreisvingförmige
Ventilplatte sitzt nur am äußeren Umfang auf, und zwischen ihrer Innenbohrung und
dem in diese hineinragenden Schaft ist ein Spalt für einen konstanten Durchlass
vorgesehen. Die Ventilplatte wird durch eine Ventilfeder, die sich an einer auf
den Schaft geschraubten Ventilmutter abstützt, auf ihren Sitz gedrückt. Die Anmelderin
ist Ilerstellerin von Teleskopdämpfern und benutzt das bekannte federbelaXtete Ventil
für in großen Stückzahlen hergestellte Kolben. Wegen verschiedener Unzulänglichkeiten
der in dem Ausführungsbeispiel der DT-PS 930 716 gewählten Spannstiftbefestigung
wendet die Anmelderin ein Verfahren zur Befestigung des Kolbens auf der Kolbenstange
mit den eingangs genannten Merkmalen an, wobei das Ringelement in einer Ringmutter
besteht, die auf ein Gewinde des Zapfens
geschraubt wird und so
den Kolben unter axialer Vorspannung auf der Kolbenstange hält. Auf ein weiteres
Gewinde des Zapfens wird die Ventilmutter geschraubt. Hierbei wirkt sich als nachteilig
aus, daß bei einer Serienmontage, insbesondere, wenn diese automatisiert wird, das
Aufschrauben und Spannen der Ringmutter mit einem definierten Drehmoment sehr viel
Sorgfalt erfordert, daß beim Aufschrauben der Venti Imutter das Öl verunreinigende
Späne und Abrieb entstehen können und daß die Kolbenstange in aufwendiger Weise
mit zwei Gewinden versehen ist. Die Ventilplatte ist als ein die Ventilmutter einschließendes
Ventilhütchen von komplizierter Form ausgebildet.
-
Es besteht die Aufgabe, eine für eine automatisierte Montage günstige
und die aufgezeigten Mängel vermeidende Befestigung mit den eingangs genannten Merkmalen
zu schaffen, die zugleich eine einfache Form einer Ventilplatte ermöglicht. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein aus der Bohrung des Kolbens axial hervorstehender
Umfangsbereich des zylindrischen Zapfens durch Ansetzen eines Werkzeugs spanlos
in einen Ringwulst umgeformt wird, der den Kolben unter axialer Vorspannung gegen
die Stirnfläche der Kolbenstange presst.
-
Auf diese Weise ist bei der Montage nur eine einfache, zweckmäßig
hydraulische Pressverrichtung vorzusehen, bei der die Anwendung einer definierten
Presskraft keine Schwierigkeiten macht. In vorteilhafter Weise kommt ein Gewinde
des Zapfens in Fortfall und beim Aufstecken des Kolbens auf den Zapfen und der Herstellung
der Ringwulst ist die Gefahr einer Spanbildung vermieden. Das Verfahren kann derart
erfolgen, daß ein den Zapfen umfassendes Werkzeug das Material einer aus der Bohrung
des Kolbens hervorstehenden Schulter des Zapfens durch einen Pressvorgang nach außen
drückt und plastisch in einen Ringwulst umformt. Hierbei kann zugleich eine Stauchung
des Zapfens eintreten, so daß ein mit Spiel in die Bohrung des Kolbens eingesetzter
Zapfen in vorteilhafter Weise die Bohrung nach dem Pressvorgang satt ausfüllt, wie
bei ietverbindungen bekannt ist.
-
Der Pressvorgang kann durch dynamische Mittel oder durch Wärme unterstützt
werden. Die Ventilplatte kann als einfache, glatte oder gekröpfte Scheibe mit oder
ohne äußeren Kragen ausgebildet werden, wobei eine raumsparende Möglichkeit für
eine Unterbringung eines auf dem Zapfen mit engem Spiel gleitverschieblichen Steuerringes
mit Flankenspiel gegeben ist, der in der einen Strömungsrichtung bei druckbedingter
Anlage an der einen Flanke den konstanten Durchlass zwischen der Ventilplatte und
dem Zapfen sperrt und bei druckbedingter Anlage an der anderen Flanke in der anderen
Strömungsrichtung den konstanten Durchlass frei gibt. Das erfindungsgemässe Verfahren
kann auch allgemein für die Befestigung eines Kolbens auf einer Kolbenstange mit
den genannten Merkmalen angewendet werden.
-
Auf der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Kolben, der in einem Arbeitszylinder
Dämpfungskräfte erzeugt und nach dem bisher angewendeten Verfahren mittels einer
Ringmutter auf einer Kolbenstange befestigt ist, Fig. 2 ein für die Anwendung des
erfindungsgemässen Verfahrens vorbereitetes Kolbenstangenende, Fig. 3 ein Kolbenstangenende
anderer Art, Fig. 4 einen nach dem erfindungsgemässen Verfahren auf einer Kolbenstange
befestigten Kolben.
-
Ein Kolben 1 ist nach Fig. 1 in einem ölgefüllten Arbeitszylinder
2 eines gedachten hydraulischen Dämpfers verschieblich geführt und erzeugt bei seinen
Hin- und Herbewegungen Dämpfungskräfte durch Verdrängung von 01 aus einem Arbeitsraum
3 in einen Arbeitsraum 4 oder umgekehrt, wobei Kolbenkanäle 5 bzw. 6 durchströmt
werden. Die Kolbenkanäle 5 sind durch eine federbelastete Ventilscheibe 7 abgedeckt.
-
Der mit einer Bohrung 8 versehene Kolben 1 ist auf einen Zapfen 9
einer Kolbenstange 10 bis zum Anschlag an eine von dem Zapfen 9 und der Kolbenstange
10 gebildeten Stützfläche 11 gesteckt. Der Zapfen 9 ist mit einem Gewinde 12 versehen
und weist eine aus dem Kolben 1 herausragende Verlängerung 13 auf. Eine Ringmutter
14 ist auf das Gewinde 12 geschraubt, presst den Kolben 1 gegen die Stützfläche
11 und verbindet so den Kolben 1 fest mit der Kolbenstange 10. Ein Gewinde 15 auf
der Verlängerung 13 dient zur Halterung einer Ventilmutter 16, an der sich eine
Ventilfeder 17 abstützt.
-
Ein krei Mormiges Ventilhütchen 18 ist durch die Ventilfeder 17 unter
Federvorspannung gesetzt und deckt einen Ringraum 19 ab, in den die Kolbenkanäle
6 münden. Zwischen dem Kolben 1 und dem Ventilhütchen 18 besteht ein kragenförmiger
Ventilsitz 20. Das Ventilhütchen 18 schließt die Ringmutter 14 ein und bildet zwischen
einer Innenbohrung 21 und der in diese hineinragenden Verlängerung des Zapfens 9
einen Spalt 22 für einen konstanten Durchlass, dessen Strömungswiderstand die Dämpfungskräfte
des Kolbens 1 bei Bewegungen im Arbeitszylinder 2 mit kleinen Kolbengeschwindigkeiten
bestimmt, solange die Ventilscheibe 7 bzw. das Ventilhütchen 18 nicht von ihren
Sitzen abheben.
-
Nach Fig. 3 weist eine Kolbenstange 40 an einem Übergang in einen
zylindrischen Zapfen 39 eine Stützfläche 41 und an einem Übergang des Zapfens 39
in eine Verlängerung 43 des Zapfens 39 eine Schulter 42 auf. Ein bei der Befestigung
eines gedachten Kolbens auf der Kolbenstange 40 axial zu verspannender Kolben-bereich
a ist durch strichpunktierte Linien 44 und 45 angedeutet, wobei der Bereich a die
Dicke des Kolbens selbst und die Dicke von anderen beigelegten Kolbenteilen, z.
B. Ventilplatten oder Beilagscheiben, einschließt. Die Länge b des Zapfens 39 ist
so bemessen, daß die Schulter 42 bei der Montage um ein Maß c aus dem Kolben hervorsteht.
-
Durch das Maß c ist zugleich ein Umfangsbereich des Zapfens 39 gekennzeichnet,
der bei dem erfindungsgemässen Verfahren in einen Ringwulst umgeformt wird.
-
Die Verlängerung 43 ist mit einem Gewinde 45 versehen, das zum Aufschrauben
einer nicht gezeichneten Ventilmutter dient.
-
Eine Kolbenstange 60 nach Fig. 3 weist ähnlich wie die Kolbenstange
40 naeh Fig. 2 eine Stützfläche 61, einen Zapfen 59, eine Schulter 62, eine Verlängerung
63 des Zapfens 59 und ein Gewinde 65 auf. Die Schulter 62 ist mit einem Einstich
67 versehen, und dadurch ist ein Schulterkragen 66 gebildet, der bei der Montage
eines Kolbens nach dem erfindungsgemässen Verfahren durch einen Pressvorgang nach
aussen gedrückt wird.
-
Gemäß Fig. 4 ist ein Kolben 31 auf einer Kolbenstange 40 nach Fig.
2 befestigt und mit etwa den gleichen Einzelteilen zusammengebaut wie der Kolben
1 nach Fig. 1. Der Kolben 31 ist bis zum Anschlag an die Stützfläche 41 der Kolbenstange
40 auf den Zapfen 39 gestreckt, wobei in nicht gezeichneter Weise die Schulter 42
um das Maß c nach Fig. 2 aus der Bohrung 38 des Kolbens 31 hervorsteht. Ein die
Verlängerung 43 des Zapfens 39 umfassendes gedachtes Werkzeug hat das Material der
aus der Bohrung 38 hervorstehenden Schulter 42 durch einen Pressvorgang bekannter
Art in einen Ringwulst 44 umgeformt, der den Kolben 31 gegen die Stützfläche 41
presst und dadurch fest mit der Kolbenstange 40 verbindet. Eine kreisringförmige
Ventilplatte 48 von gleicher Wandstärke und einfacher Form wird durch eine Ventilfeder
47, die sich an einer auf das Gewinde 45 geschraubten Ventilmutter 46 abstützt,
auf einen Ventilsitz 50 gedrückt und deckt Kolbenkanäle 36 ab. Zwischen einer Innenbohrung
51 der Ventilplatte 48 und der in diese hineinragenden Verlängerung 43 des Zapfens
39 ist ein Spalt 52 für einen konstanten Durchlass vorgesehen. Der Spalt 52 verbindet
den Arbeitsraum 53 unter de. Kolben 31 mit einer von dem Ringwulst 44 und der Ventilplatte
48 gebildeten, zu den Kolbenkanälen 36 offenen Ringnut 54. In die Ringnut 54 kann
- wie auf der linken Seite strichpunktiert dargestellt - ein auf dem Zapfen 39 gleitverschieblicher
SteuePring 56 mit Flankenspiel eingebaut werden, der in der einen Strömungsrichtung
des Öls durch die Kanäle 36 von oben nach unten
infolge druckbedingter
Anlage an der unteren Flanke der Ringnut 54 - wie gezeichnet - den Spalt 52 sperrt
und in der anderen Strömungsrichtung von unten nach oben infolge druckbedingter
Anlage an der oberen Flanke der Ringnut 54 den Spalt 52 freigibt. Der Spalt 52 ist
durch diese Maßnahme nur in der Strömungsrichtung von unten nach oben als konstanter
Durchlass wirksam. In der Strömungsrichtung von oben nach unten kann ein konstanter
Durchlass mit von dem Spalt 52 abweichendem Querschnitt bestehen, der durch Kanäle
an dem Steuerring 56 vorbei, z. B. durch das Spiel 55 zwischen dem Steuerring 56
und dem Zapfen 39, aus der Ringnut 54 in den Arbeitsraum 53 führt. Eine auf diese
Weise verwirklichte Differenzierung des konstanten Durchlasses in beiden Strömungsrichtungen
ermöglichteine große Freizügigkeit bei der Festlegung von Dämpfungskennlinien im
Bereich kleiner Kolbengeschwindigkeiten.