DE102009031700A1 - Housing for vibration damper in chassis of vehicle, has attachment part formed as single piece, where cross section of housing is formed with respect to forces exerted transverse to axis over larger section of axis - Google Patents

Housing for vibration damper in chassis of vehicle, has attachment part formed as single piece, where cross section of housing is formed with respect to forces exerted transverse to axis over larger section of axis Download PDF

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Abstract

The housing (1) has an attachment part e.g. spring disk, formed as a single piece. A cross section of housing is load-bearingly formed with respect to forces exerted transverse to cylinder axis (3) over larger section of cylinder axis, where the axis is deviated from an annulus form with constant dimensions. Metal elements of the housing are provided in a plastic material. A piston is adjustably guided along the axis in a metallic circular-cylindrical inner pipe (4). The pipe is completely supported with its circular-cylindrical outer wall at a hollow-cylindrical inner wall of the housing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs, das einen Zylinder zur Führung eines Kolbens bildet oder umgibt und dessen Zylinderwand zumindest anteilig aus einem Kunststoffmaterial besteht. Zum technischen Umfeld wird lediglich beispielshalber auf die DE 39 01 526 A1 verwiesen, wenngleich in dieser Schrift kein Fahrwerks-Stoßdämpfer, sondern ein Teleskopdämpfer für Gerätedeckel gezeigt ist. Jedoch sind dem Fachmann für die Fahrwerk-Technik von (Kraft)-Fahrzeugen selbstverständlich Stoßdämpfer bekannt.The invention relates to a housing of a shock absorber in the chassis of a vehicle, which forms a cylinder for guiding a piston or surrounds and the cylinder wall consists at least partially of a plastic material. The technical environment is only on the example of the DE 39 01 526 A1 referenced, although in this document no suspension shock absorber, but a telescopic damper for the device cover is shown. However, shock absorbers are known to those skilled in the chassis technology of (power) vehicles.

Fahrwerks-Stoßdämpfer besitzen in der Regel ein aus einem Metallwerkstoff gefertigtes Gehäuse, welches üblicherweise einen kreisringfömigen Querschnitt aufweist. Es werden jedoch bspw. für Offroad-Fahrzeuge auch Dämpferzylinder angeboten, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, vgl. bspw. http://www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet-Link vom 16.Juni 2009) . Auch ein in der o. g. DE 39 01 526 A1 gezeigter Teleskopdämpfer besitzt ein Gehäuse aus Kunststoff, welches ein metallisches sog. Innenrohr umhüllt, innerhalb dessen der Dämpferkolben verschiebbar geführt ist.Chassis shock absorbers usually have a housing made of a metal material, which usually has a kreisringfömigen cross-section. However, for example, for off-road vehicles and damper cylinders are offered, which consist of a plastic material, see. for example. http: //www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet-link from 16th of june 2009) , Also in the above DE 39 01 526 A1 shown telescopic damper has a housing made of plastic, which encloses a metallic so-called. Inner tube, within which the damper piston is guided displaceably.

Mit Verwendung von Kunststoffmaterial für das Gehäuse eines Fahrwerks-Stoßdämpfers ist eine Verringerung des Gewichts möglich, was grundsätzlich von Vorteil ist, jedoch ist darüber hinaus mit einem Kunststoffgehäuse ein weiterer Vorteil erzielbar, den aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.With Use of plastic material for the housing a suspension shock absorber is a reduction the weight possible, which is fundamentally beneficial is, however, moreover, with a plastic housing another advantage can be achieved, to show the present Invention has set itself the task.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Stoßdämpfer-Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Gehäuses zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse einwirkende Kräfte gestaltet ist. Dabei kann die Wandstärke des Gehäuses über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse und/oder über einem Querschnitt betrachtet unterschiedlich sein. Ferner können im Kunststoffmaterial Metallelemente vorgesehen sein, worauf an späterer Stelle noch näher eingegangen wird.The Solution to this problem is for a shock absorber housing according to the preamble of claim 1, characterized in that the cross section of the housing at least over one larger part of the cylinder axis deviating of a circular ring shape with constant dimensions load with regard to forces acting transversely to the cylinder axis is designed. In this case, the wall thickness of the housing over a greater part of the cylinder axis and / or over viewed in a cross section be different. Furthermore, can be provided in the plastic material metal elements, to what later will be discussed in more detail.

Während die üblichen metallischen Gehäuse von Fahrwerks-Stoßdämpfern durch für Metallwerkstoff übliche Herstellungsverfahren hergestellt werden, die auf wirtschaftliche Weise praktisch nur die Herstellung von im Querschnitt kreisringförmigen Hohlzylindern ermöglichen, ist mit Anwendung der Fertigungsverfahren für Kunststoff-Werkstoffe praktisch jede beliebige Form relativ einfach darstellbar. Vorliegend wird nun vorgeschlagen, den Querschnitt des Stoßdämpfer-Gehäuses im Hinblick auf die an diesem angreifenden Kräfte belastungsgerecht derart zu gestalten, dass möglichst wenig Material verwendet werden muss und somit nochmals Gewicht eingespart werden kann, indem die Wandstärken des Gehäuses eben belastungsgerecht gestaltet sind oder werden. Bekanntlich müssen die Gehäuse von Fahrzeug-Stoßdämpfern nicht nur Kräfte in Richtung der Zylinderachse, längs derer der Stoßdämpfer-Kolben verschiebbar ist, aufnehmen, sondern auch in zur Zylinderachse senkrechten Richtungen und dabei in einem größeren Umfang in Längsrichtung des Fahrzeugs als in Fahrzeug-Querrichtung. Ferner wirken auf das Gehäuse eines Fahrzeug-Stoßdämpfers Biegemomente ein. Vorrangig im Hinblick auf zumindest eine dieser Belastungen soll nun ein erfindungsgemäßes Stoßdämpfer-Gehäuse geformt sein und hierzu geeignet gestaltete Querschnitte bzw. Wandstärken aufweisen. Zwei mögliche Beispiele hierfür sind in den beiden beigefügten Prinzip-Darstellungen gezeigt.While the usual metallic case of suspension shock absorbers by customary for metal material production process are produced in an economical way practically only the production of annular in cross-section hollow cylinders is possible with application of the manufacturing process for plastic materials virtually any shape relatively easy to represent. In the present case, it is now proposed the cross section of the shock absorber housing in view of the forces acting on it load to design such that uses as little material must be and thus again weight can be saved by the wall thickness of the housing just load are designed or will be. As you know, the housing must of vehicle shock absorbers not only forces in the direction of the cylinder axis, along which the shock absorber piston is displaceable, record, but also in the cylinder axis vertical Directions and to a greater extent in the longitudinal direction of the vehicle as in the vehicle transverse direction. Furthermore, bending moments act on the housing of a vehicle shock absorber one. Primarily with regard to at least one of these burdens should now be an inventive shock absorber housing be shaped and suitably designed cross-sections or wall thicknesses exhibit. Two possible examples of this are shown in the two attached schematic diagrams.

So zeigt 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, während in 2 ein Querschnitt in einer (zur Zylinderachse senkrechten) Ebene eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfer-Gehäuses dargestellt ist. Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 das Gehäuse und mit der Bezugsziffer 2 der kreiszylindrische Innenraum des (jeweiligen) Stoßdämpfers gekennzeichnet, in welchem in bekannter Weise ein nicht dargestellter Kolben längs der Zylinderachse 3 in einem metallischen kreiszylindrischen Innenrohr 4 verschiebbar geführt ist. Letzteres ist vom Gehäuse 1 umgeben bzw. mit seiner kreiszylindrischen Außenwand vollflächig an der hohlzylindrischen Innenwand des Gehäuses 1 abgestützt, wobei die Verbindung zwischen dem Innenrohr 4 und dem Gehäuse 1 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise formschlüssig gestaltet sein kann (vgl. bspw. DE 41 07 375 C2 ).So shows 1 a partial longitudinal section through a first embodiment, while in 2 a cross section is shown in a (vertical to the cylinder axis) plane of a shock absorber housing according to the invention. It is with the reference number 1 the housing and the reference numeral 2 the circular cylindrical interior of the (respective) shock absorber, in which in a known manner a piston, not shown, along the cylinder axis 3 in a metallic circular cylindrical inner tube 4 slidably guided. The latter is from the housing 1 surrounded or with its circular cylindrical outer wall over the entire surface of the hollow cylindrical inner wall of the housing 1 supported, with the connection between the inner tube 4 and the housing 1 in a manner known to those skilled in the art, for example, in a form-fitting manner (cf., for example, US Pat. DE 41 07 375 C2 ).

Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Querschnitt des Gehäuses 1 zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse 3 abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse einwirkende Kräfte gestaltet, indem die Wandstärke des Gehäuses, d. h. die Dicke der Gehäuse-Wand über der Zylinderachse 3 betrachtet unterschiedlich ist. In seinem hier gezeigten oberen Endabschnitt weist das Gehäuse 1 wie ersichtlich eine signifikant geringere Wandstärke auf als an seinem hier gezeigten unteren Endabschnitt, wobei die jeweiligen Querschnitte hier durchaus kreisringförmig sind oder sein können. Diese Formgebung ist im Hinblick auf die Biegemoment-Belastung des Gehäuses besonders günstig, d. h. die Biegesteifigkeit des Gehäuses 1 ist im Bereich mit der höchsten Biegemomentbelastung am höchsten und im Bereich mit der geringsten Biegemomentbelastung am geringsten. Vorliegend ist die Querschnittsänderung über der Zylinderachse 3 betrachtet stufenförmig gestaltet, beispielsweise in Form quasi einzelner übereinander liegender und stoffschlüssig miteinander verbundener Scheiben, abweichend hiervon ist jedoch auch eine kontinuierliche, d. h. stetige Querschnittsänderung möglich.According to the embodiment 1 is the cross section of the housing 1 at least over a greater part of the cylinder axis 3 deviating from a circular shape with constant dimensions load-oriented with respect to acting transverse to the cylinder axis forces by the wall thickness of the housing, ie the thickness of the housing wall over the cylinder axis 3 considered differently. In its upper end section shown here, the housing has 1 as can be seen a significantly smaller wall thickness than at its lower end portion shown here, wherein the respective cross sections are quite circular here or can be. This shape is particularly favorable in terms of the bending moment load of the housing, ie the flexural rigidity of the housing 1 is highest in the area with the highest bending moment load and in the area with the highest bending moment load lowest bending moment load least. In the present case, the change in cross section is above the cylinder axis 3 considered step-shaped, for example in the form of quasi individual superimposed and cohesively interconnected discs, but deviating from this is also a continuous, ie continuous cross-sectional change possible.

Beim Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Querschnitt des Gehäuses 1 grundsätzlich bzw. über einem größeren Abschnitt der Zylinderachse 3 betrachtet abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen im Hinblick auf quer zur Zylinderachse 3 einwirkende Kräfte gestaltet, wobei die Wandstärke innerhalb eines Querschnitts betrachtet unterschiedlich ist. In diesem Sinne besitzt die Außenwand des im Querschnitt ringförmigen Gehäuses 1 bspw. die Form einer Ellipse, während die Innenwand kreisförmig ist, um eine vollflächige Abstützung für das Innenrohr 4 bieten zu können. Diese Formgebung ist im Hinblick darauf, dass ein Gehäuse 1 eines Fahrzeug-Stoßdämpfers nicht nur Kräfte in Richtung der Zylinderachse 3, sondern auch in der hierzu senkrechten Ebene und in dieser in einem größeren Umfang in Fahrzeug-Längsrichtung, die mit der längeren Achse der besagten Ellipse zusammenfällt, als in mit der kürzeren Achse der Ellipse zusammenfallenden Fahrzeug-Querrichtung aufnehmen muss, besonders günstig.According to the embodiment 2 is the cross section of the housing 1 basically or over a larger portion of the cylinder axis 3 considered deviating from a circular ring shape with constant dimensions with respect to the cylinder axis 3 designed acting forces, wherein the wall thickness is considered differently within a cross section. In this sense, the outer wall of the annular in cross section housing has 1 For example, the shape of an ellipse, while the inner wall is circular, to a full-surface support for the inner tube 4 to be able to offer. This shaping is in terms of having a housing 1 a vehicle shock absorber not only forces in the direction of the cylinder axis 3 , but also in the plane perpendicular thereto and in this to a greater extent in the vehicle longitudinal direction, which coincides with the longer axis of said ellipse, must absorb as in coinciding with the shorter axis of the ellipse vehicle transverse direction, particularly favorable.

Was die detaillierte Gestaltung des Gehäuses 1 eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers betrifft, so sind selbstverständlich eine Vielzahl unterschiedlicher Formgebungen und Ausbildungen möglich. Beispielsweise kann die Gehäuse-Oberfläche in sich strukturiert sein, d. h. Bereiche mit Vertiefungen oder Verstärkungen bspw. in Form einer Wabenstruktur aufweisen, die vorzugsweise abermals belastungsgerecht angeordnet oder ausgestaltet sind oder ist. Auch kann das zumindest anteilig aus einem Kunststoff bestehende und daher mit bekannten Fertigungstechnologien einfach in quasi beliebigen Formen gestaltbare Gehäuse in Hybrid-Bauweise ausgeführt sein und Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien aufweisen, so beispielsweise auch metallische Teilbereiche. Solche metallischen Abschnitte können beispielsweise auch in Form von Metallfäden oder allgemein Metallelementen in ein im wesentlichen in Kunststoff ausgeführtes Stoßdämpfer-Gehäuse integriert sein, um eine verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebung zu gewährleisten. Ferner können geeignete Metallpartikel bzw. Metallelemente im Gehäuse eines regelbaren und somit elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisenden Stoßdämpfers im Hinblick auf die Verbesserung von dessen elektromagnetischer Verträglichkeit und/oder Optimierung der Regelwirkung eines solchen Stoßdämpfers vorgesehen sein.As for the detailed design of the case 1 relates to a shock absorber according to the invention, so of course a variety of different shapes and designs are possible. For example, the housing surface may be structured in itself, ie have areas with depressions or reinforcements, for example in the form of a honeycomb structure, which are preferably arranged or configured again in accordance with load. Also, the at least partially made of a plastic existing and therefore be designed with known manufacturing technologies simply in virtually arbitrary shapes shapable housing in hybrid design and have sections of different materials, including, for example, metallic portions. Such metallic sections can also be integrated, for example, in the form of metal threads or generally metal elements into a shock absorber housing designed essentially in plastic in order to ensure improved heat dissipation to the surroundings. Furthermore, suitable metal particles or metal elements may be provided in the housing of a controllable shock absorber, which thus has electrical and / or electronic components, with a view to improving its electromagnetic compatibility and / or optimizing the control action of such a shock absorber.

Auch kann als Kunststoffmaterial für das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, dessen grundsätzliche Bauart unerheblich ist, so dass es sich hierbei selbstverständlich beispielsweise sowohl um einen Einrohrdämpfer als auch um einen Zweirohrdämpfer handeln kann, aus Festigkeitsgründen ein faserverstärkter Kunststoff (bspw. CFK) zum Einsatz kommen. Im übrigen ist ein besonderer Vorteil eines vollständig oder zumindest anteilig in Kunststoff ausgeführten Stoßdämpfer-Gehäuses darin zu sehen, dass Anbauteile wie, Leitungshalter oder ähnliches, aber sogar ein Federteller, an welchem sich eine Tragfeder des Fahrzeugs abstützt, einfach und günstig in oder am Gehäuse quasi einstückig angeformt sein oder werden können.Also can be used as a plastic material for the case of a Shock absorber according to the invention, the basic design is irrelevant, so it is this, of course, for example, both to a Einrohrdämpfer as well as a two-pipe damper can act, for reasons of strength a fiber reinforced Plastic (eg CFK) are used. Otherwise it is a particular advantage of a complete or at least proportionally in plastic designed shock absorber housing to see that attachments such as, line holder or the like, but even a spring plate on which a suspension spring of the vehicle supports, easy and cheap in or on the housing quasi one-piece molded or can be.

Ebenfalls als Anbauteil betrachtet werden kann eine elektrische Spule, die an oder vorzugsweise in einem Stoßdämpfer-Gehäuse aus Kunststoff vorgesehen sein und dabei mit diesem fertigungstechnisch einfach verbunden werden kann und die mit dem im Gehäuse geführten und geeignet gestalteten Kolben in dem Sinne zusammenwirkt, dass die Dämpferwirkung beeinflussbar ist und/oder aus der Bewegung des Kolbens heraus in der Spule elektrische Energie erzeugt wird, die abgegriffen werden kann, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.Also As an attachment can be considered an electric coil, the on or preferably in a shock absorber housing be provided from plastic and thereby with this manufacturing technology can be easily connected and with the in the housing guided and suitably shaped pistons in the sense cooperates, that the damper effect can be influenced and / or out of the movement of the piston out in the coil electrical Energy is generated, which can be tapped, while still on it It should be noted that quite a variety of details deviate from the above explanations can be designed without the content to leave the claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 3901526 A1 [0001, 0002] - DE 3901526 A1 [0001, 0002]
  • - DE 4107375 C2 [0006] - DE 4107375 C2 [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - http://www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet-Link vom 16.Juni 2009) [0002] - http: //www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet link from 16 June 2009) [0002]

Claims (5)

Gehäuse (1) eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs, das einen Zylinder zur Führung eines Kolbens bildet oder umgibt und dessen Zylinderwand zumindest anteilig aus einem Kunststoffmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Gehäuses (1) zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse (3) abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse (3) einwirkende Kräfte gestaltet ist.Casing ( 1 ) of a shock absorber in the chassis of a vehicle, which forms a cylinder for guiding a piston or surrounds and the cylinder wall consists at least partially of a plastic material, characterized in that the cross section of the housing ( 1 ) at least over a larger part of the cylinder axis ( 3 ) deviating from a circular ring shape with constant dimensions in accordance with load with respect to transversely to the cylinder axis ( 3 ) acting forces is designed. Stoßdämpfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Gehäuses (1) über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse (3) betrachtet unterschiedlich ist.Shock absorber housing according to claim 1, characterized in that the wall thickness of the housing ( 1 ) over a greater part of the cylinder axis ( 3 ) is different. Stoßdämpfer-Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wandstärke des Gehäuses (1) über einem Querschnitt betrachtet unterschiedlich ist.Shock absorber housing according to claim 1 or 2, characterized in that the wall thickness of the housing ( 1 ) is different across a cross section. Stoßdämpfer-Gehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kunststoffmaterial Metallelemente vorgesehen sind.Shock absorber housing after one of the preceding claims, characterized in that provided in the plastic material metal elements. Stoßdämpfer-Gehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbauteil, wie bspw. ein Federteller, einstückig an das Gehäuse (1) angeformt ist.Shock absorber housing according to one of the preceding claims, characterized in that an attachment, such as a spring plate, in one piece to the housing ( 1 ) is formed.
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