DE19845664A1

DE19845664A1 - Vibration damper, in particular, for motor vehicles comprises a piston ring which takes the form of an expandable bushing consisting of a compound metal/plastic plain bearing material

Info

Publication number: DE19845664A1
Application number: DE1998145664
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Bickle; Joachim Iwansky
Original assignee: KS Gleitlager GmbH
Current assignee: KS Gleitlager GmbH
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-03-30

Abstract

The piston ring (12) of the damper takes the form of a rolled bushing (16) consisting of a compound metal/plastic plain bearing material, with its glide layer facing outwards. The bushing is held expandably on the piston circumference in such a way that the glide layer is pressed against the inner surface (14) of the pressure pipe (2) with a preliminary stress.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem ein fluides Dämpfmedium enthaltenden Druckrohr, einem in dem Druckrohr verschieblichen und von einer Kolbenstange gehaltenen Kolben und einem am Kolbenumfang vorgesehenen Kolbenring, der gegen die Innenseite des Druckrohrs gleitet.The invention relates to a vibration damper with a fluid damping medium containing pressure pipe, in which Pressure pipe slidable and by a piston rod held piston and one provided on the circumference of the piston Piston ring that slides against the inside of the pressure pipe.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist aus der DE 195 33 328 C1 bekannt. Nach dieser Druckschrift wird eine spielfreie Kolbenringbefestigung zu erreichen versucht, wobei der Kolbenring aus Kunststoff gefertigt ist und sich mit axialen Halteflächen an der Ober- und Unterseite des Kolbens abstützt. In diesem Bereich weist der Kolben eine Profilierung auf, die aus Erhebungen und Einsenkungen besteht, die sich in Umfangsrichtung abwechseln. Dadurch soll erreicht werden, dass der aus Kunststoff bestehende Kolbenring eine Umfangskontur mit einer konstanten Höhe einnimmt und axiale Vorspannungen innerhalb des im Querschnitt U-profilartigen Kolbenrings minimiert werden.Such a vibration damper is from DE 195 33 328 C1 known. According to this document, there is no play Tried to achieve piston ring attachment, the Piston ring is made of plastic and deals with axial Supporting surfaces supported on the top and bottom of the piston. In this area, the piston has a profile that consists of elevations and depressions, which are in Alternate circumferential direction. This is to achieve that the plastic piston ring has a circumferential contour assumes a constant height and axial preloads inside the U-shaped piston ring be minimized.

Es war auch bekannt, den Kolbenumfang mit einer Eindrehung zu versehen und einen Kunststoffkolbenring in diese Eindrehung einzusetzen. Problematisch ist hierbei aber, dass der Abstand zwischen Ober- und Unterflanke der Eindrehung genau eingehalten werden muss, damit der Kolbenring nicht mit Axialspiel aufgenommen ist.It was also known to tighten the piston circumference with one turn provided and a plastic piston ring in this recess to use. The problem here is that the distance between the top and bottom flanks of the recess must be observed so that the piston ring is not included Axial play is added.

Zur Lösung dieses Problems ist es auch bekannt, den Kolbenring an den Kolbenumfang anzuspritzen. Die hierfür in Frage kommenden Materialien sind jedoch aufgrund des Erfordernisses der Spritzfähigkeit begrenzt, was wiederum nachteilig ist.To solve this problem it is also known the piston ring to spray on the piston circumference. The one in question coming materials, however, are due to the requirement the sprayability is limited, which in turn is disadvantageous.

Mit der DE 38 12 574 A1 wurde vorgeschlagen, einen Kolbenring in Form einer warm aufgeschrumpften Teflongleitfolie auszubilden.DE 38 12 574 A1 proposes a piston ring in the form of a warm shrink-wrapped Teflon slide film to train.

Den Anforderungen in einem modernen Dämpfersystem mit unterschiedlichen vom Beladungszustand des Fahrzeuges abhängigen Dämpfungs-Kennlinien genügen die bisher bekannten Lösungen nicht. Vielmehr ist es so, dass zum Erreichen einer weicheren Kennlinie in einem Teil des Dämpferrohres am Innenumfang Nuten mit definiertem Querschnitt eingearbeitet sind. Das in diesen Nuten vorbeiströmende Dämpfungsmedium zerstört den Kolbenring. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, dass er sich zum einen einfach und wirtschaftlich herstellen läßt und insbesondere durch die im Innenraum des Rohres vorhandenen Nuten nicht zerstört wird und somit über die gesamte Lebensdauer eine wirksame Abdichtung der Innenseite des Druckrohres bildet.The requirements in a modern damper system with different from the loading condition of the vehicle dependent damping characteristics suffice the previously known Solutions not. Rather, it is so that to achieve one softer characteristic curve in part of the damper tube on Internal circumference of grooves with a defined cross-section incorporated are. The damping medium flowing in these grooves destroys the piston ring. Proceeding from this lies the present invention the task of a Vibration damper of the type described above improve that it is simple and economical can be produced and in particular by the interior of the Pipe existing grooves is not destroyed and thus over effective sealing of the entire service life Forms inside of the pressure pipe.

Diese Aufgabe wird durch einen Schwingungsdämpfer der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolbenring von einer gerollten Buchse eines Metall/Kunststoff- Verbundgleitlagerwerkstoffs gebildet ist, deren Gleitschicht radial nach außen weist, und dass die Buchse aufweitbar am Kolbenumfang gehalten ist, so dass sie mit ihrer Gleitschicht gegen die Innenseite des Druckrohrs unter Vorspannung anliegt.This task is carried out by a vibration damper mentioned type solved according to the invention in that the Piston ring from a rolled bushing of a metal / plastic Composite plain bearing material is formed, the sliding layer points radially outwards, and that the socket is expandable on Piston circumference is held so that it with its sliding layer bears against the inside of the pressure pipe under prestress.

Es hat sich gezeigt, dass die gerollte Buchse bzw. deren Außendurchmesser unter Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Stoßfuge in Bezug auf den Innendurchmesser des Druckrohrs so ausgebildet werden können, dass die Buchse mit ihrer Gleitschicht mit Vorspannung dichtend gegen die Innenfläche des Rohrs anliegt. Dabei wirkt der Stoß der Buchse als Drossel für das fluide Dämpfmedium. Die Umfangslänge der gerollten Buchse wird also so gewählt, dass im eingebauten Zustand Anpassungsmöglichkeiten gegeben sind. Die Stoßöffnung dürfte in Umfangsrichtung zwischen 0 und 0,2 cm betragen.It has been shown that the rolled bushing or its Outside diameter with enlargement or reduction of the Butt joint in relation to the inside diameter of the pressure pipe like this can be trained that the socket with their Sliding layer with preload sealing against the inner surface of the pipe. The impact of the socket acts as a throttle for the fluid damping medium. The circumferential length of the rolled So socket is chosen so that when installed Customization options are available. The thrust opening is likely in the circumferential direction between 0 and 0.2 cm.

In ganz besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die gerollte Buchse mit ihren axialen Endabschnitten um den Kolben gebördelt und auf diese Weise am Kolben gehalten. Hierfür kann ein axialer umlaufender Endabschnitt der Buchse vor der Montage am Kolben nach innen umgelegt werden und so einen axialen Abstützbund für den Kolben bilden. Der Kolben wird dann von der gegenüberliegenden Seite her in die Buchse eingesetzt. Anschließend wird der dortige Randabschnitt eingebördelt. Im Bereich der Einbördelung muss die Kolbenober- und -unterseite im wesentlichen glatt ausgebildet sein, so dass sich die Buchse in dem erwünschten Maße an den Innenumfang des Druckrohrs anpassen kann. Die an den axialen Enden des Kolbenrings vorhandenen Einbördelungen bewirken außerdem eine Erhöhung der Biegesteifigkeit, womit verhindert wird, dass der Kolbenring, insbesondere im Bereich der Stoßfuge, in am Dämpferrohr vorhandene Ausnehmungen, die zur Veränderung der Dämpfercharakteristik dienen, ausfedert.In a particularly advantageous development of the invention is the rolled bushing with its axial end sections around flanged the piston and held on the piston in this way. For this purpose, an axial circumferential end section of the socket be folded inwards before mounting on the piston and so form an axial support collar for the piston. The piston is then from the opposite side into the socket used. Then the edge section there crimped. In the area of the flaring the piston top and -bottom side to be essentially smooth, so that the socket adapts to the desired extent Can adjust the inner circumference of the pressure pipe. The Andes axial ends of the piston ring existing crimps also cause an increase in bending stiffness, with what prevents the piston ring, especially in the area the butt joint, in recesses on the damper tube, the serve to change the damper characteristics, rebound.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die gerollte Buchse am Stoß eine Ausnehmung und eine komplementär hierzu ausgebildete Zunge aufweist, welche in die Ausnehmung eingreift, da dann die erfindungsgemäß erreichten Anpassungsdeformierungen der gerollten Buchse infolge des labyrinthartigen Verlaufs keine Auswirkungen auf die wenigstens nahezu abdichtende Stoßfuge haben. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Ausnehmung und die Zunge zueinander parallele und in Umfangsrichtung verlaufende Flanken aufweisen, so dass unabhängig vom Grad der Aufweitung der Buchse eine Abdichtung durch die Ausnehmung und die Zunge erreicht ist, deren Strömungsquerschnitt sich dann nicht ändert.It proves to be particularly advantageous if the rolled Socket at the joint has a recess and a complementary one trained tongue, which in the recess intervenes, since then those achieved according to the invention Adjustment deformations of the rolled bushing due to the labyrinthine course has no effect on the have at least almost sealing butt joint. As special It proves advantageous if the recess and the tongue mutually parallel and circumferential Have flanks so that regardless of the degree of expansion the bushing a seal through the recess and the tongue is reached, the flow cross-section then not changes.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers. In der Zeichnung zeigtFurther features, details and advantages of the invention result from the graphic representation and following description of a preferred embodiment of the vibration damper according to the invention. In the drawing shows

Fig. 1 eine Schnittansicht eines nur teilweise angedeuteten Schwingungsdämpfers; Figure 1 is a sectional view of a vibration damper only partially indicated.

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Schwingungsdämpfers; Fig. 2 shows another embodiment of a vibration damper constructed according to the invention;

Fig. 3 eine Ansicht des Kolbenrings vor der Montage am Kolben. Fig. 3 is a view of the piston ring before assembly on the piston.

Fig. 1 zeigt einen nur teilweise angedeuteten Schwingungsdämpfer mit einem Druckrohr 2 und einem in dem Druckrohr 2 in axialer Richtung verschieblichen Sinterkolben 4, der das Druckrohr 2 in zwei Druckkammern 6 und 8 flexibel teilt, in welchen ein fluides Dämpfungsmedium aufgenommen ist. Beim Bewegen des Sinterkolbens 4, der über eine Kolbenstange 10, beispielsweise mit der Karosserie eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, wird fluides Dämpfmedium über Drosselöffnungen von der einen Druckkammer in die andere verdrängt. Hierbei wird die Energie der eingeleiteten Schwingungen absorbiert. Fig. 1 shows only partially indicated vibration damper with a pressure tube 2 and a slidable in the pressure tube 2 in the axial direction sintered piston 4 which divides the pressure tube 2 into two pressure chambers 6 and 8 a flexible, in which a fluid damping medium is accommodated. When moving the sintered piston 4 , which is connected via a piston rod 10 , for example to the body of a motor vehicle, fluid damping medium is displaced from one pressure chamber into the other via throttle openings. The energy of the vibrations introduced is absorbed.

Am Außenumfang des Sinterkolbens ist ein Kolbenring 12 vorgesehen, der gegen die Innenseite 14 des Druckrohrs 2 gleitet. Der Kolbenring 12 ist von einer gerollten Buchse 16 aus einem Stahl/Kunststoff-Verbundgleitlagerwerkstoff gebildet. Der Verbundgleitlagerwerkstoff umfasst einen Stahlrücken und eine darauf porös aufgesinterte Bronzeschicht, in deren Poren eine Kunststoffgleitschicht auf PTFE-Basis eingebracht ist. Die Kunststoffgleitschicht besteht vorzugsweise aus wenigstens 70 Volumen-% PTFE und 5 bis 30 Volumen-% eines metallischen Werkstoffs, vorzugsweise Blei; sie kann ggf. zusätzlich 5 bis 25 Volumen-% PVDF umfassen. Zur Erhöhung des Verschleißwiderstandes können ebenfalls zusätzlich 0,5 bis 5% Karbonfasern, Aramidfasern oder Aramidpulver eingearbeitet sein.A piston ring 12 is provided on the outer circumference of the sintered piston and slides against the inside 14 of the pressure tube 2 . The piston ring 12 is formed by a rolled bush 16 made of a steel / plastic composite plain bearing material. The composite plain bearing material comprises a steel back and a bronze layer porous sintered thereon, in the pores of which a plastic sliding layer based on PTFE is introduced. The plastic sliding layer preferably consists of at least 70% by volume of PTFE and 5 to 30% by volume of a metallic material, preferably lead; if necessary, it can additionally comprise 5 to 25% by volume of PVDF. To increase the wear resistance, 0.5 to 5% carbon fibers, aramid fibers or aramid powder can also be incorporated.

Die gerollte Buchse 16 ist in Fig. 3 vor der Montage an dem Sinterkolben 4 in Seitenansicht dargestellt. Man erkennt den Stoßbereich 18. Die einander zugewandten Stoßenden der gerollten Buchse 16 umfassen einerseits eine Ausnehmung 20 und andererseits eine komplementär hierzu ausgebildete Zunge 22, deren Flanken 24, 26 parallel zueinander verlaufen. Hierdurch wird unabhängig von der Aufweitung der gerollten Buchse 16 der Stoßbereich weitestgehend abgedichtet.The rolled bushing 16 is shown in FIG. 3 in a side view before assembly on the sintering piston 4 . The impact area 18 can be seen . The mutually facing butt ends of the rolled bushing 16 comprise, on the one hand, a recess 20 and, on the other hand, a tongue 22 of complementary design, the flanks 24 , 26 of which extend parallel to one another. As a result, the impact area is largely sealed regardless of the expansion of the rolled bushing 16 .

Die in Fig. 3 dargestellte Buchse 16 wird dann mit ihren axialen Endabschnitten 28, 30 nach radial innen über einen Rand des Sinterkolbens 4 eingebördelt.The bushing 16 shown in FIG. 3 is then crimped with its axial end sections 28 , 30 radially inward over an edge of the sintering piston 4 .

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der axiale Endabschnitt 28' mittels eines Stanzwerkzeugs unstetig abgesetzt wurde. FIG. 2 shows a further embodiment in which the axial end section 28 'has been discontinuously offset by means of a punching tool.

Die Umfangslänge der gerollten Buchse 16 und die Breite der Stoßfuge sind in Bezug auf den Innenumfang des Druckrohrs 2 so bemessen, dass die gerollte Buchse unter radialer Vorspannung stehend mit ihrer Gleitfläche gegen die Innenseite 14 des Druckrohrs 2 anliegt und durch geringfügige Änderung ihrer Aufweitung (Vergrößern oder Verbreitern des Stoßbereichs 18) konstruktionsbedingte Unebenheiten oder Gestaltänderungen infolge von Wärmeausdehnung etc. ausgleichen kann.The circumferential length of the rolled bushing 16 and the width of the butt joint are dimensioned in relation to the inner circumference of the pressure tube 2 such that the rolled bushing, under radial prestress, lies with its sliding surface against the inside 14 of the pressure tube 2 and by slightly changing its widening (enlarge or widening the joint area 18 ) can compensate for construction-related unevenness or shape changes due to thermal expansion etc.

Claims

1. Vibration damper, with a pressure tube ( 2 ) containing a fluid damping medium, a piston ( 4 ) displaceable in the pressure tube and held by a piston rod ( 10 ) and a piston ring ( 12 ) provided on the piston circumference, which against the inside ( 14 ) of the Pressure pipe slides, characterized in that the piston ring ( 12 ) is formed by a rolled bushing ( 16 ) of a metal / plastic composite sliding bearing material, the sliding layer of which points radially outwards, and that the bushing ( 16 ) is held on the piston circumference so that it can be widened it lies with its sliding layer against the inside ( 14 ) of the pressure pipe ( 2 ) under prestress.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the rolled bushing ( 16 ) with its axial end sections ( 28 , 30 ) is flanged around the piston ( 4 ) and is thus held on the piston.

3. Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the rolled bush ( 16 ) at the joint ( 18 ) has a recess ( 20 ) and a complementary tongue ( 22 ) which engages in the recess ( 20 ).

4. Vibration damper according to claim 3, characterized in that the recess ( 20 ) and the tongue ( 22 ) have mutually parallel and circumferential flanks ( 24 , 26 ).

5. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the piston ( 4 ) is a sintered piston.

6. Vibration damper according to one of the preceding Claims, characterized in that the rolled Jack a steel back, one plated on it porous bronze layer and one in the pores of the Bronze layer introduced plastic sliding layer PTFE base includes.

7. Vibration damper according to claim 6, characterized characterized that the plastic sliding layer at least 70% by volume PTFE, 5-25% by volume lead and optionally contains 5-25 vol .-% PVDF.

8. Vibration damper according to claim 6 or 7, characterized characterized that to increase the Wear resistance in the plastic sliding layer 0.5-5% carbon fibers, aramid fibers or aramid powder are incorporated.