(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの互いに結合されるほぼ円板状の部品（１９、２０）と、ピストンロッドを収容するための両円板状の部品の中央にそれぞれ存在する同軸の孔（５）と、結合された両円板状の部品の両外側面にそれぞれ孔（５）の個所から間隔をおいて設けられた環状突起（６）と、この環状突起（６）と孔（５）との間の領域に形成される環状室（７）と、結合された両円板状の部品の環状突起（６）の外側に設けられ、中間壁によって分離され液体が互いに逆向きに貫流する２つのグループの液体貫流通路（９）とを備え、第１の円板状の部品（１９）はその中心軸に沿い内側に向け突出する隆起部（２１′）とその隆起部（２１′）の中心に環状室（７）の底面（１２）から始まり隆起部（２１′）の末端に至る孔（１７′）を有し、第２の円板状の部品（２０）はその中心軸に沿い環状室（７）の底面（１２）から始まる孔（１７）とそれに続き第１の円板状部品（１９）の隆起部（２１′）を収容し得る深さの窪み（２１″）とを有し、第１の円板状の部品（１９）の孔（１７´）と第２の円板状の部品（２０）の孔（１７）とは両円板状の部品（１９、２０）が結合されたとき同軸に並んでピストンロッドの直径に相応する孔（５）を形成し、第１の円板状の部品（１９）の隆起部（２１′）の外周と第２の円板状の部品（２０）の窪み（２１″）の内周との接触面が両円板状部品の接合の際に加圧状態において液密の圧力ばめを生ずるように円錐状に形成されていることを特徴とする多分割構造の緩衝器ピストン。
【請求項２】
第１の円板状の部品（１９）の隆起部（２１′）の高さが第２の円板状の部品（２０）の窪み（２１）の深さよりも小さく、隆起部の外周面が、第１の円板状の部品（１９）及び第２の円板状の部品（２０）の液体貫流通路（９）の領域から、両円板状の部品間に加えられる圧縮力に耐え得るだけの十分な機械的安定性を有するだけの間隔を備えていることを特徴とする請求項１記載の緩衝器ピストン。
【請求項３】
第１の円板状の部品（１９）の隆起部（２１′）と第２の円板状の部品（２０）の窪み（２１″）とが組み合わせられ、接合及び圧着された後に形成されるピストンロッドを収容するための孔（５）を形成する部分が、軸方向から見て多角形の外側境界部（２７）を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の緩衝器ピストン。
【請求項４】
焼結金属から成っていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1つに記載の緩衝器ピストン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも２つのほぼ円板状の部品から主として接合と圧着とによって作られ、ピストンロッド上に据え付けられ、上側面、下側面及びピストン外周面を有する多分割構造の緩衝器ピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の緩衝器ピストンは、機能要素として主に、中間壁によって分離され液体が互いに逆向きに貫流する２つのグループの液体貫流通路を有し、その上側面および下側面にそれぞれピストンロッドの個所から間隔を隔てて環状突起を有し、これらの環状突起がそれぞれ環状室を取り囲み、これらの環状室の半径方向に見て内側の境界部はピストンロッドを収容するための中央に存在する同軸の孔の外側境界部と一致し、２つの部品を接合して圧着する前にこれらの部品に付属すべき液体貫流通路、その流入開口ないし流出開口、環状突起および環状室が予め形成される。かかる緩衝器および緩衝器ピストンの全般的な構造および機能は公知であり、例えばライムペル（Joernsen Reimpell）およびシュトル（Helmut Stoll）共著「車台技術：衝撃および振動減衰器（Fahrwerktechnik：Stoss-und Schwingungsdaempfer)」Vogel Buchverlag Wuerzburg、1989年出版に記載されている。
【０００３】
冒頭に述べた形式の緩衝器ピストンは今日においては多くの場合、互いに組み合わされて一体化される２つの部品と、ピストンロッドを収容するための中央に孔を有するブッシュあるいはスリーブとから組み合わされ、これらが圧着によって互いに固く結合されることにより製作されている（ヨーロッパ特許出願公開第０２７５３６８号明細書）。その出発部品及びそれから作られた完成した製品には高い精度が要求されている。特に、環状室の半径方向外側に対する境界を形成する環状突起の高さに対し、ピストンロッドの周りに円環状に延びる弁ばねディスクの接触支持の寸法が注目される。運転し得る状態において弁ばねディスクは、液体貫流通路の出口開口が存在する環状室を覆い、正確に予め与えられた接触力で環状突起に接触する。この接触力は特に部品を組み立てる際に上述の、各緩衝器の種類に対して予め決められた寸法から規定される。この寸法に許容できない大きな偏差があると、弁ばねディスクは環状室において設定された液体圧力に正確には反応せず、緩衝器は構造的に予め与えられた減衰値について設計された機能を十分に発揮しない。これは緩衝器のような安全要素として働く機器に対しては許されることではない。弁ばねディスクに対する接触設置面は圧入されたブッシュの範囲においてピストンロッドの周りに円環状に位置している。従って製造の際、ブッシュの端部が環状突起の高さに対して常に正確に同じ個所に置かれるように配慮しなければならず、ブッシュ端部が平らで、環状室の底の面と実際上段差なしに平面を形成することが最も有利である。このような構造を常に得ることは、上述の製造方法においては困難であり、従って特に現在一般に行われている燒結金属部品を緩衝器ピストンと圧着する際に許容差を超えるために不良品の発生が非常に多い。これは、ブッシュがブッシュを挿入するための開口中に圧入されて後はじめて最終的な形状になることに起因している。緩衝器ピストンのこの孔の中にブッシュを良好に挿入できるようにするために、ブッシュは出発状態においてブッシュを収容する孔よりも幾分小さな外径を有していなければならない。しかしブッシュは以下に詳しく述べる理由により、完成した緩衝器ピストンにおけるその全長よりも幾分長くされている。緩衝器ピストンを形成する部品を相互に圧着する際、ブッシュはそれを取り囲む部品に固く結合するためにその高さが約１０％押しつぶされる。その場合ブッシュには、平らな円板状部品を結合するために必要な圧力よりも数倍大きな圧力が加わる。その後この圧縮荷重を除去するとブッシュは弾力で戻り、この戻りの量は厳密には制御できないので、ブッシュの両端は環状室の底の平面から僅かに突出するか、それよりも引っ込んでしまう。また一端が片側面においては突出し、他端が反対側面より突出してしまうようなこともあり得る。両端が両側面において正確に環状室の底の高さに位置する望ましい状態は、上述したようなことから滅多に生じない。上述の製造過程は、その後に作られた緩衝器ピストンにおいて、既に上述したように弁ばねディスクの接触設置面及び従ってその環状突起への接触圧力に対して好ましくない大きな偏差を生じてしまい、この偏差は使用状態において緩衝器ピストンの不正確な応動を生じ、車両部品あるいは機械部品のような衝撃から保護すべき要素に不利な作用を及ぼしてしまう。小さな弾性復帰力を生ずるようにブッシュに対して小さな押圧力を使用することは、これによって緩衝器ピストンにおけるブッシュの確実な座りが保証されず、運転中において十分に機能しなくなったり、重大な障害を引き起こすので、目的を達することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上述の欠点を除去するため、予め成形された部品を圧着だけで、しかも圧着工程に続いて材料の切削加工をすることなく製造され、弁ばねディスクに対する支持体のブッシュに所属する範囲が許容できない偏差を持たないような緩衝器ピストンを提供することにある。特に弁ばねディスクに対する支持体が環状室の底の平面に正確に位置するような冒頭に述べた形式の緩衝器ピストンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は、本発明によれば、特許請求の範囲の請求項１に記載された特徴事項によって解決される。請求項１に記載された緩衝器ピストンの実施態様は特許請求の範囲のその他の請求項に記載されている。
【０００６】
即ち本発明においては、２つの互いに結合されるほぼ円板状の部品と、ピストンロッドを収容するための両円板状の部品の中央にそれぞれ存在する同軸の孔と、結合された両円板状の部品の両外側面にそれぞれ孔の個所から間隔をおいて設けられた環状突起と、この環状突起と孔との間の領域に形成される環状室と、結合された両円板状の部品の環状突起の外側に設けられ、中間壁によって分離され液体が互いに逆向きに貫流する２つのグループの液体貫流通路とを備え、第１の円板状の部品はその中心軸に沿い内側に向け突出する隆起部とその隆起部の中心に環状室の底面から始まり隆起部の末端に至る孔を有し、第２の円板状の部品はその中心軸に沿い環状室の底面から始まる孔とそれに続き第１の円板状部品の隆起部を収容し得る深さの窪みとを有し、第１の円板状の部品の孔と第２の円板状の部品の孔とは両円板状の部品が結合されたとき同軸に並んでピストンロッドの直径に相応する孔を形成し、第１の円板状の部品の隆起部の外周と第２の円板状の部品の窪みの内周との接触面が両円板状部品の接合の際に加圧状態において液密の圧力ばめを生ずるように円錐状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の課題は、ピストンロッドを収容するための孔の環状室側の終端範囲が常に円板状の部品の材料で形成され、その円板状の部品が予め行われる製造工程において正確な寸法で作られることによって解決される。これは特に粉末冶金法又は燒結法で行われる。別個の部品として圧入されるブッシュは孔の環状室側の終端範囲で終わることはもはやない。孔の終端範囲には、緩衝器ピストンの内側方向に、突出しているか又は窪み及び凹所を形成する部分が続いている。この部分を画成する面は、緩衝器ピストンに関して、環状室の面にほぼ垂直な方向又は環状室の面にほぼ平行な方向に延び、そのほぼ平行に延びる面は平行位置から比較的大きなずれを持つことができる。境界面の垂直面からのずれについては後で詳述する。
【０００８】
この突出しているか又は窪みを形成する部分の主な特徴は、組み立てられて完成された緩衝器ピストンの上側扁平部品及び下側扁平部品の相互間に存在する部分が次のように形成されることにある。即ち、緩衝器ピストンの上側扁平部品及び下側扁平部品を圧着して一体にする際に、ピストンロッドを収容するための完全な孔が、その規定どおりの用途に対して必要な且つピストンロッドを包囲する材料を含めて生ずるようにした点にある。これは、２つの扁平部品の構造面の相互のかみ合わせによって行うことができる。互いに接合すべき部品の孔を形成する部分の、環状室の面に垂直に延びる境界面は幾分円錐状に作られ、接合の際に、隆起した部分或いはこれと同じ作用をする部分を他方の部品の窪みの中に容易に挿入でき、且つこれらの面が圧着の際に接し合って最終的に液密の圧力ばめを生ずるようになっている。この方法によって緩衝器ピストンを作り上げるためには、従来技術においてブッシュを圧入する際に必要であった圧縮力の約１０％しか必要としない。従って圧縮された材料のはね返り作用は著しく小さい。部品を垂直方向に、即ち環状室の面に垂直に変形させるための力は実際上必要としない。部品に加えられた圧縮力は相対する境界面の円錐部分を介して緩衝器ピストン内においてほぼ半径方向に作用し、それにも拘わらず従来可能であったよりも良好な接合結合を行うには十分である。本発明に基づく方法の機能を実現するためには、部品を設計する際に、組み合わされる部品の接合の際に相対向する水平（環状室の面に平行）境界面の間に僅かな隙間が存在し、この個所において圧着の際に垂直方向、即ち環状室の面に垂直な方向における材料の圧縮が避けられるように配慮しなければならない。
【０００９】
この方法によれば、種々の材料から種々の方法で作られる半製品を緩衝器ピストンの形に接合することができる。半製品は、圧縮鋳造、精密鋳造、粉末冶金、あるいは焼結法で作られる金属、合金あるいは合成樹脂製品であってよい。
【００１０】
【実施例】
本発明においては、接合すべき部品の多くの技術的に可能な立体構造が考えられる。次に本発明の合理的な製造技術について図面に示した実施例を参照して説明する。
【００１１】
本発明に基づく緩衝器ピストンの利点を明らかにするため、本発明の実施例の説明に先立って、図８に示されている従来技術に基づく緩衝器ピストンを説明する。
【００１２】
図８に示されている緩衝器ピストン１は接合され圧縮によって互いに結合されている３つの部品２、３、４から成っている。即ち、上側の扁平な円板状ピストン半部２、下側の扁平な円板状ピストン半部３及び中央に位置しピストンロッド（図示せず）を挿入する孔５を持ったブッシュ４から成っている。緩衝器ピストン１はさらに機能上重要な構成部品として、上側面および下側面にそれぞれ環状突起６とこの環状突起６によって取り囲まれた環状室７とを有している。これらの環状室７には液体貫流通路９の流出開口８が開口している。液体貫流通路９の流入開口１０は、緩衝器ピストン１の作用原理に従い環状突起６の外側に存在している。全体が圧入されている中央ブッシュ４は緩衝器ピストン１全体を通して延び、上側面から出発して下側面で終わっている。ブッシュ４は個所１１において上下両環状室７の底を形成する平面１２から突出したり、引っ込んだりすることがあり、これは前述の問題を生ずる。
【００１３】
図１、図２、図３及び図４は本発明の基本となる緩衝器ピストン１３あるいはその部品を示している。図１はそれぞれ予め作られた第１の部品を形成する上側ピストン半部１４と第２の部品を形成する下側ピストン半部１５とを示している。これらの両ピストン半部１４、１５は同じ形をしており、これらの接合及び圧着によって図２に示されているような緩衝器ピストン１３が形成される。図３および図４は上部ピストン半部１４と下側ピストン半部１５との接合後に緩衝器ピストン１３の中央で対向して位置し中央孔５の周囲に広がる面を平面図で示している。これらの図には互いに組み合わされる各ピストン半部１４、１５のそれぞれに備える隆起部１６′および窪み１６″の位置が示されている。窪み１６″にはその縁部に傾斜面２８が形成され、両ピストン半部１４、１５を相互に組み合わせるのを容易にしている。両ピストン半部１４、１５の対向接触する面は図１および図２の断面図において符号１６で示されている。図示されているが符号をつけられていない他の面は互いに接触し、これは従来公知の技術に属する。これらの面は液体貫流通路９を取り囲んでいる。
【００１４】
図１および図２には、ピストンロッドを収容するための孔５の直径および位置に相応した浅い孔１７が示されている。図３および図４から分かるようにこの孔１７に続いて内側に、互いに組み合わされる隆起部１６′および窪み１６″を有する部分が設けられている。隆起部１６′は中空円筒体半部の形をしており（図３、図４参照）、その円筒境界面（内周面）はピストンロッド（図示せず）を収容するための孔５の半径ｒ １８を有している。隆起部１６′の反対側に、隆起部１６′と組み合わされる窪み１６″が存在している。両ピストン半部１４、１５を接合する際に一方のピストン半部の窪み１６″は他方のピストン半部の隆起部１６′を収容し、浅い孔１７と合わせてピストンロッドに対する完全な孔５が形成される。この構成によって、両ピストン半部を順序正しく組み合わせて製造すれば、環状室７の底を形成する面１２に関してピストンロッドを収容する孔の縁部が突出したり引っ込んだりすることは生じない。
【００１５】
図５は本発明の実施例の緩衝器ピストン１３を示している。その上側ピストン半部（第１の円板状の部品）１９は中空円筒体２１′の形をした隆起部を有し、これは下側ピストン半部（第２の円板状の部品）２０の窪み２１″の中に正確に嵌り込むようになっている。中空円筒体２１′の孔１７′および窪み２１″に続く孔１７の各内径２２は、両ピストン半部１９、２０の接合および圧着後においてもピストンロッド（図示せず）の外径に相応している。その一方の窪み２１″の孔１７は浅く、他方の中空円筒体２１′の孔１７′は上側ピストン半部１９の環状室７の底の面１２から完成した緩衝器ピストンの両ピストン半部の接触面までの厚みを占めている。この構成によって両ピストン半部１９、２０を順序正しく組み合わせて製造すれば、環状室７の底の面１２に関してピストンロッドを収容する孔の縁部が突出したり引っ込んだりすることは生じない。
【００１６】
図６には３つの部品から接合された緩衝器ピストン１３が示されている。この場合にも、環状室７の底の面１２の高さに正確に弁ばねディスクに対する接触設置面を形成するという課題が解決される。この場合緩衝器ピストン１３は、同じ形状の扁平な上側ピストン半部２３、扁平な下側ピストン半部２４およびスリーブあるいはブッシュ２５から成っている。両ピストン半部２３、２４は環状室７の側から出発する同軸の非常に浅い孔１７を持っている。これらの孔１７の半径ｒ１８はピストンロッド（図示せず）の半径に相応している。これらの孔１７には孔に垂直方向に、各ピストン半部２３、２４の内側に、それぞれ図６においてブッシュ２５によって充填されている同形の凹所２６′、２６″が続いている。これらの凹所２６′、２６″は、両ピストン半部２３、２４およびブッシュ２５を接合し圧着した際にブッシュ２５が圧力ばめを形成した状態で凹所２６′、２６″の中に正確にはまり込むように形成されている。
【００１７】
接合すべきすべての部品において隆起部および窪みあるいはブッシュの半径方向外側境界部は円形か、多角形特に六角形あるいは八角形とすることができる。
【００１８】
図７は図３の緩衝器ピストンの変形例として、隆起部１６′およびこの隆起部１６′と組み合わされる窪み１６″が八角形の外側輪郭２７を形成している例をピストン半部１５の平面図で示している。
【００１９】
【発明の効果】
上述したように本発明に基づく緩衝器ピストンは、許容できない偏差のない弁ばねディスクあるいはその支えに対する接触設置面を有している。かかる緩衝器ピストンによれば、高い信頼性および応動精度を有する緩衝器が得られる。また、かかる緩衝器ピストンを合理的な寸法で２個の簡単に正確な寸法で予め作られた部品で製造することができ、緩衝器プストンの製造工程の自動化を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  緩衝器ピストンの接合すべき２つの円板状部品の中央孔の中心軸線に対する平行な垂直断面図。
【図２】  図１における２つの円板状部品の接合され圧着された状態の断面図。
【図３】  図１におけるIII−III線に沿った平面図。
【図４】  図１におけるIV−IV線に沿った平面図。
【図５】  本発明の実施例を示す緩衝器ピストンの接合すべき２つの円板状ピストン半部の中央孔の中心軸線に対して平行な垂直断面図。
【図６】  ３つの部品から構成された緩衝器ピストンの中央孔の中心軸線に対して平行な垂直断面図。
【図７】  緩衝器ピストンのピストンロッドを収容する孔を形成する構成部分が八角形の外側境界部を有する接合すべき２つの円板状ピストン半部の平面図。
【図８】  従来の緩衝器ピストンの断面図。
【符号の説明】
１  緩衝器ピストン
２  ピストン半部（円板状の部品）
３  ピストン半部（円板状の部品）
５  孔
６  環状突起
７  環状室
８  流出開口
９  液体貫流通路
１０  流入開口
１２  環状室の底の面
１３  緩衝器ピストン
１４  ピストン半部（円板状の部品）
１５  ピストン半部（円板状の部品）
１６  ピストン半部の対向する面
１６′隆起部
１６″窪み
１７  孔
１７′孔
１９  ピストン半部（第１の円板状の部品）
２０  ピストン半部（第２の円板状の部品）
２１′  隆起部
２１″  窪み
２３  ピストン半部（円板状の部品）
２４  ピストン半部（円板状の部品）
２６′窪み
２６″窪み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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