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Die
Erfindung betrifft ein Stoßdämpfergehäuse
für einen Stoßdämpfer eines Fahrzeugs,
mit einem Rohr, das eine Rohrwand aufweist, und mit einem an die
Rohrwand angefügten Anbindungselement, wobei das Anbindungselement
einen kritischen Krafteinleitungsbereich einer Krafteinleitung in die
Rohrwand bestimmt, wobei das Rohr in Längsrichtung aus
einem ersten Rohrstück mit einer ersten Rohrwand und zumindest
einem zweiten Rohrstück mit einer zweiten Rohrwand aufgebaut
ist, wobei das erste Rohrstück und das zweite Rohrstück
mit ihren einander zugewandten Enden zusammengefügt sind.
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Ein
solches Stoßdämpfergehäuse ist aus der DE-Firmenbroschüre "ThyssenKrupp
Steel Fachpresse Forum 2006 – Tailored Orbitals",
2006, bekannt.
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Ein
weiteres Stoßdämpfergehäuse der eingangs
genannten Art ist aus dem DE-Presseartikel: "Tailored
Orbitals – Einsatzmöglichkeiten und Perspektiven" in
ATZ, Ausgabe 10/2007, Jahrgang 109, 2007 bekannt.
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In
Fahrzeugen dienen Stoßdämpfer zum Schutz gegen
Stöße und Erschütterungen durch Fahrbahnunebenheiten
sowie zu deren Abdämpfung. Im Fahrzeugbau werden Stoßdämpfer
gleichbedeutend auch als Schwingungsdämpfer bezeichnet.
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Das
Rohr des Stoßdämpfergehäuses dient zur
Aufnahme der Dämpferkomponenten, wie Kolben, Ventile, Kolbenstange
usw.
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An
der Außenseite des Rohrs ist üblicherweise zumindest
ein Anbindungselement vorgesehen. Das Anbindungselement kann dabei
zum Befestigen des Rohrs und damit des Stoßdämpfers
an der Fahrzeugstruktur, insbesondere an der Radaufhängung oder
dem Rad eines Fahrzeugs, ausgebildet sein.
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Das
Anbindungselement kann aber auch zur Abstützung eines Tellers,
insbesondere eines Federtellers, am Stoßdämpfergehäuse
ausgebildet sein.
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In
beiden vorstehend genannten Ausgestaltungen des Anbindungselements
werden von diesem während des Betriebs des Fahrzeugs auf
die Rohrwand des Rohrs Kräfte übertragen, die
sich lokal in einem kritischen Krafteinleitungsbereich konzentrieren.
Im Fall, dass das Anbindungselement zum Befestigen des Rohrs an
der Fahrzeugstruktur dient, befindet sich der kritische Krafteinleitungsbereich
im Bereich des oberen axialen Endes der Verbindung zwischen diesem
Anbindungselement und der Rohrwand. Im Fall, dass das Anbindungselement
zum Abstützen eines Tellers an der Rohrwand des Stoßdämpfergehäuses
dient, ist der kritische Krafteinleitungsbereich ringförmig
um die Rohrwand herum verteilt. In beiden vorstehend genannten Fällen
erstreckt sich der kritische Krafteinleitungsbereich über die
Länge des Rohrs gesehen nur auf eine kleine Teillänge
der Rohrwand. In dem kritischen Krafteinleitungsbereich der Rohrwand
wird das Rohr auf hohe Biegekräfte beansprucht, die zu
einem Einknicken oder Einreißen des Rohrs an dieser Stelle
führen können.
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Bei
herkömmlichen Stoßdämpfergehäusen ist
das Rohr insgesamt einteilig bzw. einstükig über die
gesamte Länge des Rohrs ausgebildet. Die Wandstärke
dieses einstü ckigen Rohrs ist dabei so bemessen, dass die
Rohrwand im kritischen Krafteinleitungsbereich genügend
stark ist, um ein Einknicken oder Reißen der Rohrwand in
diesem Bereich zu vermeiden. Hierzu ist eine erhebliche Wandstärke der
Rohrwand in diesem Bereich erforderlich. Da das Rohr jedoch insgesamt
einstückig aufgebaut ist, sind die Rohre über
ihre gesamte Länge mit dieser vergleichsweise hohen Wandstärke
ausgebildet, oder das bzw. die Anbindungselemente werden zur gleichmäßigeren
verteilten Krafteinleitung in die Rohrwand aufwendiger, insbesondere
stärker, gestaltet. Dies hat zum Nachteil, dass das Stoßdämpfergehäuse
ein hohes Gewicht hat. Im Fahrzeugbau ist jedoch Gewichtseinsparung
ein bedeutsamer Faktor, nicht zuletzt auch wegen der erwünschten
Senkung des Energieverbrauchs durch geringeres Gewicht.
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In
der eingangs genannten DE-Firmenbroschüre und in dem eingangs
genannten DE-Presseartikel wird zur Behebung des Problems vorgeschlagen,
das Rohr eines Stoßdämpfergehäuses aus mehreren
Rohrstücken aufzubauen, die in Längsrichtung des
Rohrs zusammengefügt sind. Wie dort beschrieben ist, wird
durch den Aufbau des Rohrs aus mehreren Rohrstücken der
Vorteil erzielt, dass die verschiedenen Rohrstücke unterschiedliche
Wandstärken aufweisen können, d. h. diejenigen
Rohrstücke, die durch größere Kräfte
im Betrieb beansprucht werden, werden mit einer größeren
Wandstärke hergestellt, und diejenigen Rohrstücke,
die nur einer geringeren Kraftbeanspruchung unterliegen, entsprechend
mit einer geringeren Wandstärke. Wie in dem eingangs genannten
DE-Presseartikel beschrieben ist, kann das Rohr eines Stoßdämpferrohrs
insgesamt aus drei Rohrstücken aufgebaut sein, wobei die beiden
endseitigen Rohrstücke eine größere Wandstärke
aufweisen und das mittlere Rohrstück nur eine demgegenüber
reduzierte Wandstärke. Neben dem Vorteil einer Gewichtseinsparung
werden auf diese Weise auch Materialkosten eingespart, da diese durch
die abschnittsweise Ausgestaltung des Rohrs mit geringerer Wandstärke
geringer werden.
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In
beiden vorstehend genannten Dokumenten zum Stand der Technik werden
die einzelnen Rohrstücke stumpfgeschweißt, d.
h. sie werden Stirn an Stirn aneinander gesetzt und ggf. vor dem
Stumpfschweißen noch axial gegeneinander gepresst.
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Trotz
der Gewichts- und Kosteneinsparung bei den aus den beiden vorstehend
genannten Dokumenten bekannten Rohren von Stoßdämpfergehäusen
besteht bei diesen der Nachteil, dass zumindest einzelne Rohrstücke
vorgesehen sind, die weiterhin eine hohe Wandstärke aufweisen,
beispielsweise dasjenige endseitige Rohrstück, das gemäß den
beiden vorstehend genannten Dokumenten zur Aufnahme der Gabel dient.
Darüber hinaus ist an diesen bekannten Rohren von Stoßdämpferrohren
nachteilig, dass die einzelnen Rohrstücke mit ihren Enden
stirnseitig aneinander geschweißt werden, wodurch im Bereich
dieser Fügestellen keine erhöhte Widerstandsfähigkeit
gegen gerade an der Fügestelle eingeleitete Kräfte
besteht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stoßdämpfergehäuse
der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass das Rohr
des Stoßdämpfergehäuses noch gewichtsärmer
ist und dennoch im kritischen Krafteinleitungsbereich zwischen dem
Anbindungselement und der Rohrwand des Rohrs eine noch höhere
Steifigkeit besitzt.
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Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Stoßdämpfergehäuses
dadurch gelöst, dass das erste Rohrstück und das
zweite Rohrstück mit einem sich in Längsrichtung
erstreckenden Rohrwandüberlapp der ersten und zweiten Rohrwand
zusammengefügt sind, und dass sich der Rohrwandüberlapp
im kritischen Krafteinleitungsbereich des Anbindungselements befindet.
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Das
erfindungsgemäße Stoßdämpfergehäuse
weist somit ein Rohr auf, das aus zumindest zwei Rohrstücken
aufgebaut ist. Im Unterschied zu dem Rohr des aus dem Stand der
Technik bekannten Stoßdämpfergehäuses
sind das erste und das zumindest zweite Rohrstück nicht
stirnseitig gefügt, sondern das erste Rohrstück
und das zweite Rohrstück werden mit einem Überlapp
ihrer beiden Rohrwände zusammengefügt, und dieser
Rohrwandüberlapp befindet sich im kritischen Krafteinleitungsbereich
des Anbindungselements. Im Rohrwandüberlappbereich des
ersten Rohrstücks mit dem zweiten Rohrstück addieren
sich die Wandstärken beider Rohrwände zu einer
Gesamtwandstärke des Rohrs. Dies hat nun den Vorteil, dass
nicht nur das zweite Rohrstück mit einer geringeren Wandstärke
gefertigt werden kann, sondern auch das erste Rohrstück,
da sich im Rohrwandüberlappbereich die Materialstärken
der beiden Rohrwände addieren, so dass diese Gesamtwandstärke
geeignet ist, die über den kritischen Krafteinleitungsbereich
in die Rohrwand eingeleiteten hohen Kräfte aufnehmen zu
können, um ein Biegen, Reißen oder Knicken des
Rohrs zu vermeiden. Auch kann das Anbindungselement selbst weniger
aufwendig und damit kostensparend ausgestaltet werden. Da sich der
kritische Krafteinleitungsbereich der Krafteinleitung vom Anbindungselement auf
die Rohrwand des Rohrs nur über eine begrenzte Teillänge
des Anbindungselements erstreckt, ist es daher ausreichend, nur
im kritischen Krafteinleitungsbereich eine erhöhte Wandstärke
des Rohrs vorzusehen. Diese erhöhte Wandstärke
im kritischen Krafteinleitungsbereich wird erfindungsgemäß durch den
Rohrwandüberlapp gewährleistet, ohne dass eines
der beiden Rohrstücke durchgehend mit einer höheren
Wandstärke ausgebildet werden muss. So können
das erste Rohrstück und das zweite Rohrstück Rohrwände
aufweisen, die über ihre gesamte Länge eine reduzierte
Wandstärke aufweisen.
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Die
Vorteile des erfindungsgemäßen Stoßdämpfergehäuses
liegen somit in einer noch weiteren Gewichtseinsparung sowie Materialkosteneinsparung
bei gleichzeitig hoher Steifigkeit im kritischen Krafteinleitungsbereich.
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Es
versteht sich, dass das erfindungsgemäße Stoßdämpfergehäuse
auch zwei oder mehr Anbindungselemente und damit zwei oder mehr
kritische Krafteinleitungsbereiche über die Länge
des Stoßdämpfergehäuses verteilt aufweisen
kann, wobei dann vorzugsweise das erfindungsgemäße
Stoßdämpfergehäuse aus einer entsprechenden
Anzahl von Rohrstücken aufgebaut ist, von denen jeweils
benachbarte mit einem Rohrwandüberlapp zusammengefügt
sind und sich dieser Rohrwandüberlapp im jeweiligen kritischen
Krafteinleitungsbereich befindet.
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Im
Sinne der Erfindung sind die Begriffe ”erstes Rohrstück” und ”zweites
Rohrstück” allgemein zu verstehen. Das erste Rohrstück
ist vorzugsweise ein Endrohrstück des Stoßdämpfergehäuses,
wobei dieses Endrohrstück das in Einbaulage des Stoßdämpfergehäuses
in einem Fahrzeug untere oder obere Endrohrstück sein kann.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das erste Rohrstück
ein Endrohrstück und an seinem vom zweiten Rohrstück
abgewandten Ende durch einen Boden geschlossen, und das erste Rohrstück
ist als Tiefziehteil gefertigt, an dem der Boden einstückig mit
der ersten Rohrwand ausgebildet ist.
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Diese
aus der eingangs genannten DE-Firmenbroschüre an sich bekannte
Maßnahme hat hier den Vorteil, dass der an dem einen Ende
des Rohrs üblicherweise vorgesehene Boden einstückig
mit dem ersten Rohrstück ausgebildet ist, wodurch die Fertigungskosten
des ersten Rohrstücks weiter verringert sind, weil der
Boden nicht nachträglich angefügt werden muss.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste Rohrwand
des ersten Rohrstücks und die zweite Rohrwand des zweiten
Rohrstücks etwa die gleiche Wandstärke auf.
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Wenn
die erste Rohrwand und die zweite Rohrwand die gleiche Wandstärke
aufweisen, können beide Rohrstücke aus einem Rohr
großer Länge abgelängt werden, wodurch
die Fertigungskosten weiter verringert werden. Wenn die erste Rohrwand und
die zweite Rohrwand nur etwa die gleiche Wandstärke aufweisen,
so weist das erste Rohrstück eine geringfügig
größere Wandstärke auf als das zweite Rohrstück,
wenn an dem ersten Rohrstück das Anbindungselement befestigt
ist. Wie oben bereits ausgeführt wurde, ist es jedoch nicht
erforderlich, das erste Rohrstück mit einer deutlich erhöhten,
beispielsweise doppelt so großen Wandstärke auszubilden
wie das zweite Rohrstück.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das zweite Rohrstück über
seine Länge einen gleichbleibenden Außendurchmesser
auf und ist entsprechend dem Rohrwandüberlapp in das erste Rohrstück
eingeschoben.
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Bei
dieser Ausgestaltung kann das zweite Rohrstück somit vorteilhafterweise
aus einem Rohr großer Länge abgelängt
werden und ohne weitere Umformvorgänge mit dem ersten Rohrstück
zusammengefügt werden, indem das zweite Rohrstück
entsprechend dem Rohrwandüberlapp einfach in das erste
Rohrstück eingeschoben wird.
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In
diesem Fall ist es weiterhin bevorzugt, wenn das erste Rohrstück
im Bereich des Rohrwandüberlapps gegenüber seinem übrigen
Bereich aufgeweitet ist.
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Hierbei
ist von Vorteil, dass das erste Rohrstück nur im Rohrwandüberlappbereich
einen erhöhten Innen- und Außendurchmesser aufweist,
während das erste Rohrstück in seinem übrigen
Bereich zur Materialeinsparung einen geringeren Innen- und Außendurchmesser
aufweisen kann. Durch die Aufweitung des ersten Rohrstücks
im Bereich des Rohrwandüberlapps wird außerdem
in Verbindung mit der vorstehend genannten Maßnahme, wonach
das zweite Rohrstück in das erste Rohrstück eingeschoben
wird, der Vorteil erzielt, dass das dem zweiten Rohrstück
abgewandte Ende des aufgeweiteten Bereichs des ersten Rohrstücks
eine Anlageschulter bildet, wodurch die Einschubtiefe des zweiten
Rohrstücks in das erste Rohrstück vorbestimmt
ist. Hierdurch wird die Handhabung des Zusammenfügens der
beiden Rohrstücke aneinander erleichtert.
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Alternativ
zu der zuvor genannten Ausgestaltung, wonach das zweite Rohrstück
in das erste Rohrstück eingeschoben ist, ist es in einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das erste Rohrstück
entsprechend dem Rohrwandüberlapp in das zweite Rohrstück
eingeschoben ist.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Anbindungselement ein Halter
zum Befestigen des Rohrs an einer Struktur des Fahrzeugs, insbesondere
an einer Radaufhängung oder einem Rad des Fahrzeugs.
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Dabei
ist es weiterhin bevorzugt, wenn das Anbindungselement in Längsrichtung
des Rohrs eine vorbestimmte Länge aufweist, das Anbindungselement
im ersten Rohrstück angefügt ist, und das erste Rohrstück
eine Länge aufweist, die etwa gleich der Länge
des Anbindungselements ist.
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Das
erste Rohrstück ist somit hinsichtlich seiner Länge
optimal an das Anbindungselement angepasst. Das Anbindungselement
erstreckt sich dabei insbesondere bis auf den Rohrwandüberlappbereich, wie
in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist.
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Alternativ
ist es jedoch im Zusammenhang mit einer der zuvor genannten bevorzugten
Ausgestaltungen, wonach das erste Rohrstück entsprechend
dem Rohrwandüberlapp in das zweite Rohrstück eingeschoben
ist, vorgesehen, das dass Anbindungselement mit seinem dem zweiten
Rohrstück zugewandten Ende an das dem ersten Rohrstück
zugewandte Ende des zweiten Rohrstücks bündig
angrenzt.
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Im
letzteren Fall befindet sich der Rohrwandüberlapp ebenfalls
im Krafteinleitungsbereich des Anbindungselements, da der Krafteinleitungsbereich sich
von dem dem zweiten Rohrstück zugewandten Ende des Anbindungselements
von diesem weg in den Rohrwandüberlapp hinein erstreckt.
Der Vorteil bei dieser Ausgestaltung liegt darin, dass das dem zweiten
Rohrstück zugewandte Ende des Anbindungselements sowohl
mit dem ersten Rohrstück als auch mit dem Ende des zweiten
Rohrstücks stoffschlüssig, beispielsweise durch
Schweißen, fest verbunden werden kann, wodurch die Krafteinleitung des
Anbindungselements in das Rohr des Stoßdämpfergehäuses
weiter verbessert werden kann. Durch das stirnseitige Angrenzen
des Anbindungselements an das zweite Rohrstück wird vorteilhafterweise
ein ungestörter Kraftfluss vom Anbindungselement in das
zweite Rohrstück erreicht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Anbindungselement
ein umfänglicher Ringflansch zur Abstützung eines
Tellers, insbesondere eines Federtellers.
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In
diesem Fall befindet sich der Rohrwandüberlapp zwischen
dem ersten Rohrstück und dem zweiten Rohrstück
in Längsrichtung des Rohrs gesehen etwa auf Höhe
des Ringflansches zur Abstützung des Tellers.
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Dabei
ist es weiterhin bevorzugt, wenn das dem zweiten Rohrstück
zugewandte Ende des ersten Rohrstücks zu dem Ringflansch
umgebogen ist.
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Hierbei
ist von Vorteil, dass der Rohrwandüberlapp zwischen dem
zweiten Rohrstück und dem ersten Rohrstück mit
einem zusätzlichen Funktionselement versehen ist, das hier
in Form des Ringflansches vorteilhafterweise einstückig
mit dem ersten Rohrstück ausgebildet ist. Hierdurch werden
weitere Bauteile oder weitere Arbeitsschritte, beispielsweise ein
nachträgliches Aufweiten des Rohrs zur Realisierung dieses
Funktionselements eingespart.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Rohr aus dem ersten
Rohrstück, dem zweiten Rohrstück und zumindest
einem dritten Rohrstück mit einer dritten Rohrwand aufgebaut,
wobei das erste Rohrstück mit dem zweiten Rohrstück
mit dem Rohrwandüberlapp der ersten und zweiten Rohrwand
zusammengefügt ist, und wobei das zweite Rohrstück
mit dem dritten Rohrstück mit dem Rohrwandüberlapp
der zweiten und dritten Rohrwand zusammengefügt ist.
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In
dieser Ausgestaltung ist das Rohr des erfindungsgemäßen
Stoßdämpfergehäuses somit insgesamt aus
drei Rohrstücken aufgebaut, mit entsprechend zwei Fügestellen,
an denen die Rohrstücke mit einem Rohrwandüberlapp
zusammengefügt sind, so dass sich das Stoßdämpfergehäuse
zum Anfügen zweier Anbindungselemente eignet, wobei sich
der kritische Krafteinleitungsbereich des jeweiligen Anbindungselements
im jeweiligen Rohrwandüberlapp zwischen dem ersten Rohrstück
und dem zweiten Rohrstück bzw. dem zweiten Rohrstück
und dem dritten Rohrstück befindet.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiterhin bevorzugt, wenn das zweite
Rohrstück entsprechend dem Rohrwandüberlapp in
das dritte Rohrstück eingeschoben ist.
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Diese
Maßnahme ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das zweite
Rohrstück über seine Länge einen gleichbleibenden
Außendurchmesser aufweist, wie in einer oben angegebenen
Ausgestaltung vorgesehen ist, weil auch zur Verbindung des zweiten Rohrstücks
mit dem dritten Rohrstück das zweite Rohrstück
nicht einem Umformvorgang unterzogen werden muss, sondern insgesamt
aus einem Rohr mit konstantem Innen- und Außendurchmesser
abgelängt werden kann.
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In
bevorzugten Ausgestaltungen beträgt der Rohrwandüberlapp
des ersten Rohrstücks mit dem zweiten Rohrstück
in Längsrichtung des Rohrs etwa 5 mm bis etwa 25 mm.
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Der
Rohrwandüberlapp des ersten Rohrstücks mit dem
zweiten Rohrstück wird im Sinne einer Materialeinsparung
gerade so groß gewählt, dass die Anforderungen
an die Steifigkeit im Krafteinleitungsbereich zwischen dem Anbindungselement und
der Rohrwand des Rohrs ausreichend ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das zweite Rohrstück
als längsnahtgeschweißtes Rohrstück aus
einer Platine gefertigt.
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Hierbei
ist von Vorteil, dass die Fertigungskosten für die Fertigung
des zweiten Rohrstücks noch weiter verringert sind.
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Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
und der beigefügten Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung
verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 ein
Stoßdämpfergehäuse eines Stoßdämpfers
für ein Fahrzeug in einer perspektivischen Darstellung;
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2 einen
Längsschnitt durch das Stoßdämpfergehäuse
in 1 entlang einer Schnittebene II-II in 1;
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3 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A in 2;
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4 das
Stoßdämpfergehäuse in 2 mit einem
weiteren Anbauteil;
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5 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B in 4;
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6 ein
Stoßdämpfergehäuse eines Stoßdämpfers
für ein Fahrzeug in einer perspektivischen Darstellung
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
das eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels in 1 ist;
und
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7 eine
Längsschnittdarstellung des Stoßdämpfergehäuses
in 6.
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In 1 und 2 ist
ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehenes Stoßdämpfergehäuse
eines Stoßdämpfers für ein Fahrzeug dargestellt.
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Der
Stoßdämpfer weist außer dem Stoßdämpfergehäuse 10 weitere
Komponenten wie Kolben, Kolbenstange, Ventile, hydraulische Einrichtungen
und dgl. auf, die aus Gründen der Übersichtlichkeit
in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
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Das
Stoßdämpfergehäuse 10 weist
ein Rohr 12 auf, das eine Rohrwand 14 mit drei
Rohrwandabschnitten 14a, 14b und 14c aufweist.
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An
das Rohr 12 ist ein erstes Anbindungselement 16 angefügt.
Das erste Anbindungselement 16 weist hier zwei Platten 18a, 18b auf,
die sich in Richtung einer Längsachse 20 des Rohrs 12 über eine
Teillänge des Rohrs 12 erstrecken und an der Rohrwand 14 befestigt,
beispielsweise angeschweißt sind. Das Anbindungselement 16 dient
zur Befestigung des Rohrs 12 an einer nicht dargestellten
Fahrzeugstruktur, wobei das Anbindungselement 16 genauer
an der Radaufhängung eines Rades oder am Rad eines Fahrzeuges
befestigt wird.
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In
der Einbaulage des Stoßdämpfergehäuses 10 in
einem Kraftfahrzeug ist das Rohr 12 im Wesentlichen vertikal
ausgerichtet, wobei ein erstes Ende 22 des Rohrs 12 dann
das untere Ende und ein zweites Ende 24 des Rohrs 12 das
obere Ende des Stoßdämpfergehäuses 10 bildet.
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An
dem Rohr 12 ist an der Rohrwand 14 ein weiteres
Anbindungselement 26 befestigt, das als Fahrwerk-Stabilisatorhalterung
dient.
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Das
erste Anbindungselement 16, das auch als ”Bracket” bezeichnet
wird, definiert einen ersten kritischen Krafteinleitungsbereich 28,
der sich in der Längsachse 20 gesehen etwa auf
Höhe von Enden 30a, 30b der Platten 18a, 18b befindet.
Im in einem Fahrzeug eingebauten Zustand erstrecken sich die Platten 18a und 18b wie
das Rohr 12 etwa vertikal, und aufgrund der in Bezug auf
die Längsachse 20 des Rohrs 12 außeraxiale
Befestigung des Rohrs 12 über die Platten 18a, 18b an
der Fahrzeugstruktur wirken im kritischen Krafteinleitungsbereich 28 der Rohrwand 14b, 14c hohe
Kräfte, die insbesondere auch quer zur Längsachse 20 des
Rohrs 12 gerichtet sind, und die zu einem Knicken, Reißen
oder Brechen der Rohrwand 14 im kritischen Krafteinleitungsbereich 28 führen
können, wenn die Rohrwand 14 in diesem Bereich
keine ausreichende Steifig- oder Festigkeit aufweist. Der kritische
Krafteinleitungsbereich 28 ist in Bezug auf die Richtung
der Längsachse 20 auf eine kleine Teillänge
der Rohrwand 14 konzentriert.
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Das
Rohr 12 ist hier insgesamt aus drei Rohrstücken
aufgebaut, und zwar aus einem Rohrstück 32a, einem
Rohrstück 32b und einem Rohrstück 32c.
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Der
Rohrwandabschnitt 14a ist die Rohrwand des Rohrstücks 32a,
der Rohrwandabschnitt 14b ist die Rohrwand des Rohrstücks 32b,
und der Rohrwandabschnitt 14c ist die Rohrwand des Rohrstücks 32c.
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An
seinem dem Rohrstück 32b abgewandten Ende weist
das Rohrstück 32a einen Boden 34 auf,
der das Rohrstück 32a verschließt. Der
Boden 34 ist dabei einstückig mit der Rohrwand 14a ausgebildet,
indem das Rohrstück 32a insgesamt als topfförmiges
Tiefziehteil gefertigt ist.
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Das
Rohrstück 32a weist vom Boden 34 abgewandt
ein offenes Ende 36 auf, und das Rohrstück 32b weist
ein dem Rohrstück 32a zugewandtes Ende 38 auf.
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Das
Rohrstück 32a und das Rohrstück 32b sind
mit ihren einander zugewandten Enden 36 und 38 zusammengefügt,
wobei das Rohrstück 32a und das Rohrstück 32b mit
einem sich in der Längsrichtung 20 erstreckenden
Rohrwandüberlapp der Rohrwand 14a des Rohrstücks 32a mit
der Rohrwand 14b des Rohrstücks 32b relativ
zueinander angeordnet sind. In 3 ist der
Bereich des Rohrwandüberlapps 40 vergrößert
dargestellt. Das Ende 38 der Rohrwand 14b des
Rohrstücks 32b ist dabei in das offene Ende 36 entsprechend
dem Rohrwandüberlapp 40 eingeschoben. Während
die Rohrwand 14b des Rohrstücks 32b einschließlich
des Endes 38 durchgehend zylindrisch ausgebildet ist, ist
das Rohrstück 32a im Bereich des Rohrwandüberlapps 40,
d. h. im Bereich seines Endes 36 gegenüber seinem übrigen
Bereich dem Außendurchmesser der Rohrwand 14b entsprechend
aufgeweitet, wie insbesondere aus 3 hervorgeht.
Die Aufweitung der Rohrwand 14a im Bereich des Endes 36 kann
im Fall, dass das Rohrstück 32a als Tiefziehbauteil
gefertigt ist, während des Tiefziehens ausgeformt werden.
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Wieder
mit Bezug auf 1 befindet sich der Rohrwandüberlapp 40 im
kritischen Krafteinleitungsbereich 28 des Anbindungselements 16.
Der Rohrwandüberlapp 40 führt im kritischen
Krafteinleitungsbereich 28 zu einer Gesamtwandstärke,
die die Summe aus der Wandstärke der Rohrwand 14a und
der Wandstärke der Rohrwand 14b darstellt.
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Außerhalb
des Rohrwandüberlapps 40 ist die Wandstärke
der Rohrwand 14 durch die Wandstärke der Rohrwand 14a und
die Wandstärke der Rohrwand 14b alleine be stimmt.
Wegen der höheren Gesamtwandstärke im Bereich
des Rohrwandüberlapps 40 können die Wandstärken
der Rohrwände 14a und 14b gegenüber
herkömmlichen Stoßdämpferrohren deutlich
verringert sein. Die Wandstärke der Rohrwand 14a beträgt
beispielsweise etwa 2 mm, und die Wandstärke der Rohrwand 14b etwa
1,8 mm. Im Bereich des Rohrwandüberlapps 40 ist
die Gesamtwandstärke der Rohrwand 14 in diesem
Beispielfall etwa 3,8 mm, was eine ausreichende Wandstärke
und dadurch bewirkte Steifigkeit und Festigkeit der Rohrwand 14 für
die im kritischen Krafteinleitungsbereich 28 wirkenden
hohen Kräfte darstellt. Außerdem ist das Anbindungselement 16 aufgrund der
hohen Gesamtwandstärke weniger aufwendig ausgebildet.
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Insbesondere
können die Rohrwand 14a und die Rohrwand 14b etwa
die gleiche geringe Wandstärke aufweisen, was bei den aus
dem Stand der Technik bekannten Stoßdämpferrohren
nicht möglich ist.
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Gemäß 3 ist
das Rohrstück 32a an dem Rohrstück 32b durch
eine um die Längsachse 20 umlaufende Schweißnaht 41 dauerhaft
befestigt.
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Das
Rohrstück 32b ist mit dem Rohrstück 32c auf ähnliche
Weise wie das Rohrstück 32a mit dem Rohrstück 32b befestigt.
Dazu ist ein vom Ende 38 abgewandtes Ende 42 des
Rohrstücks 32b in ein diesem zugewandtes Ende 44 des
Rohrstücks 32c eingeschoben. Während
das Rohrstück 32b wie oben beschrieben einen über
seine gesamte Länge gleichbleibenden Außendurchmesser
aufweist, d. h. auch an seinem Ende 42, ist das Rohrstück 32c,
d. h. dessen Rohrwand 14c, im Bereich des Endes 44 aufgeweitet,
wobei das Rohrstück 32b in das aufgeweitete Ende 44 entsprechend
einem Rohrwandüberlapp 46 eingeschoben ist.
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Das
Rohrstück 32c weist von seinem Ende 44 abgewandt
ein offenes Ende 48 auf, das zur Aufnahme eines nicht dargestellten
Dämpferlagers mit sehr geringen Toleranzen gefertigt ist.
Da das Rohr 12 insgesamt aus mehreren Rohrstücken
aufgebaut ist, muss in diesem Fall nur das Rohrstück 32c den hohen
Toleranzanforderungen, nicht jedoch das gesamte Rohr 12 diesen
Toleranzanforderungen genügen.
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Der
Rohrwandüberlapp 46 zwischen dem Rohrstück 32b und
dem Rohrstück 32c befindet sich in einem zweiten
kritischen Krafteinleitungsbereich 53 eines weiteren Anbindungselements 50 und
erfüllt dabei eine weitere Funktionalität, die
mit Bezug auf 4 und 5 nachfolgend
beschrieben wird.
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4 zeigt
das Rohr 12 mit einem daran angebrachten Teller als das
weitere Anbindungselement 50, der einen sich um die Längsachse 20 erstreckenden
Ringkragen 52 aufweist.
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Das
Ende 44 der Rohrwand 14c des Rohrstücks 32c ist
zu einem Ringflansch 54 radial nach außen umgebogen,
wobei der Ringflansch 54 zur Abstützung des Tellers 50 dient.
Der Teller 50 dient als Federteller zur Abstützung
einer nicht dargestellten Feder (Stahlfeder oder Luftfeder), die
sich auf einer dem Ringkragen 52 abgewandten Seite 56 des
Tellers 50 abstützt. Der kritische Krafteinleitungsbereich 53 erstreckt
sich hier auf axial kurzer Länge als Ringbereich um die
Rohrwand 14.
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Die
Länge des Rohrwandüberlapps 40 zwischen
dem Rohrstück 32a und dem Rohrstück 32b liegt
in Abhängigkeit von den Anforderungen an die Steifigkeit
der Verbindung zwischen dem Rohrstück 32a und
dem Rohrstück 32b im Bereich von etwa 5 mm bis
etwa 25 mm. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt
die Länge des Rohrwandüberlapps 40 etwa
10 mm.
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Entsprechendes
gilt für die Länge des Rohrwandüberlapps 46 zwischen
dem Rohrstück 32b und dem Rohrstück 32c,
wobei der Rohrwandüberlapp 46 wegen der geringeren
Steifigkeitsanforderungen im Bereich des kritischen Krafteinleitungsbereichs 53 im
Vergleich zu dem Rohrwandüberlapp 40 kürzer gewählt
sein kann. Der Rohrwandüberlapp 46 kann beispielsweise
eine Länge im Bereich von etwa 5 mm bis etwa 25 mm, vorzugsweise
im Bereich von etwa 5 mm bis etwa 10 mm betragen.
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Wieder
mit Bezug auf 1 ist anzumerken, dass die Länge
des Rohrstücks 32a in Richtung der Längsachse 20 etwa
der Länge des Anbindungselements 16, genauer der Länge
der Platten 18a, 18b entspricht. Hierdurch ist
es möglich, die Platten 18a, 18b vor
dem Zusammenfügen der Rohrstücke 32a, 32b, 32c an
dem Rohrstück 32a zu befestigen.
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Des
Weiteren kann das Rohrstück 32b als längsnahtgeschweißtes
Rohrstück aus einer Platine gefertigt sein, wobei in 2 und
in 4 die Längsschweißnaht 60 dargestellt
ist.
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In 6 und 7 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfergehäuses 10' für
einen Stoßdämpfer eines Fahrzeugs dargestellt.
Das Stoßdämpfergehäuse 10 stellt
eine Abwandlung des Stoßdämpfergehäuses 10 in 1 und 2 dar. Diejenigen
Teile des Stoßdämpfergehäuses 10',
die gegenüber entsprechenden Teilen des Stoßdämpfergehäuses 10 unverändert
sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die Teile
des Stoßdämpfergehäuses 10.
Diejenigen Teile des Stoßdämpfergehäuses 10',
die mit entsprechenden Teilen des Stoßdämpfergehäuses 10 ähnlich
oder vergleichbar sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen
wie die Teile des Stoßdämpfergehäuses 10,
ergänzt durch einen '.
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Das
Rohr 12' des Stoßdämpfergehäuses 10' ist
aus drei Rohrstücken 32'a, 32'b und 32c aufgebaut.
Nachfolgend werden nur die Unterschiede des Stoßdämpfergehäuses 10' zu
dem Stoßdämpfergehäuse 10 beschrieben.
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Im
Unterschied zu dem Stoßdämpfergehäuse 10 ist
das erste Rohrstück 32'a in das zweite Rohrstück 32'b gemäß dem
Rohrwandüberlapp 40' eingeschoben, so dass das
Ende 36' des ersten Rohrstücks 32'a innerhalb
des Endes 38' des zweiten Rohrstücks 32'b angeordnet
ist. Das Ende 36' des ersten Rohrstücks 32'a ist
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht aufgeweitet.
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Das
Anbindungselement 16' ist an dem ersten Rohrstück 32'a befestigt,
wobei das Ende 30' des Anbindungselements 16' bündig
an das Ende 38' des zweiten Rohrstücks 32'b angrenzt.
Das Ende 30' des Anbindungselements 16' ist dabei
vorzugsweise an das Ende 38' des zweiten Rohrstücks 32'b stoffschlüssig
angefügt, beispielsweise durch Schweißung, ebenso
an das erste Rohrstück 32'a.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel erstreckt das Anbindungselement 16' somit
nicht bis in den Rohrwandüberlapp 40' hinein,
sondern endet unmittelbar vor diesem. Der Krafteinleitungsbereich 28' des
Anbindungselements 16' in die Rohrwand 14' des
Rohrs 12' befindet sich jedoch ebenfalls im Rohrwandüberlapp 40',
da die kritische Krafteinleitung im Bereich des Endes 30' des
Anbindungselements 16' von dem Ende 30' ein Stück
weit weg ausstrahlt, so dass sich auch bei diesem Ausführungsbeispiel
der Rohrwandüberlapp 40' im kritischen Krafteinleitungsbereich 28' des
Anbindungselements 16' befindet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DE-Firmenbroschüre ”ThyssenKrupp
Steel Fachpresse Forum 2006 – Tailored Orbitals”, 2006 [0002]
- - DE-Presseartikel: ”Tailored Orbitals – Einsatzmöglichkeiten
und Perspektiven” in ATZ, Ausgabe 10/2007, Jahrgang 109,
2007 [0003]