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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Schwingungsdämpfer bestehen im Allgemeinen aus einem Zylinder mit einem darin bewegbaren Kolben, wobei der Zylinder an einem ersten Teil eines Kraftfahrzeugs befestigt ist. Der Kolben ist über eine Kolbenstange an einem zweiten, relativ zu dem ersten Teil bewegbaren Fahrzeugteil befestigt. Der Kolben teilt den Innenraum des Zylinders in zwei Kammern auf. Bei einer Bewegung des Kolbens strömt eine Flüssigkeit (Dämpferöl) von einer Kammer in die andere Kammer. Der Strömungswiderstand führt dazu, dass Energie verzehrt wird. Diese Energie wird dem schwingenden oder schwingungsfähigen System entzogen und dämpft damit eine mögliche Schwingung.
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Das Gewicht aller Komponenten ist bei Kraftfahrzeugen ein wesentlicher Faktor für den Kraftstoffverbrauch und das Fahrverhalten. Hinsichtlich des Fahrverhaltens sind insbesondere die ungedämpften Massen des Fahrwerks zu beachten.
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Übliche Schwingungsdämpfer für Serienfahrzeuge weisen ein äußeres Dämpferrohr aus Stahl auf, welches entsprechend schwer ist. Sogenannte Zweirohrdämpfer weisen zwei konzentrische Stahlrohre auf, die den Dämpfergrundkörper bilden. Hier ist das Gewicht noch weiter erhöht.
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Aus der Praxis sind Schwingungsdämpfer bekannt, bei denen Leichtmetall als Gehäusematerial eingesetzt wird.
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Bei Kraftfahrzeugen werden Schwingungsdämpfer mit einem Aluminiumgehäuse eingesetzt, das durch Rückwärtsfließpressen gefertigt wird. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig und kann nur für kleine Stückzahlen bei hochpreisigen Fahrzeugen eingesetzt werden.
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Für Hinterradfederungen von Fahrrädern sind Schwingungsdämpfer bekannt, die ein Gehäuse aus Aluminium aufweisen, das eine eingeschraubte Bodenplatte mit dem daran befestigten Befestigungsauge trägt. Diese Verbindungstechnik des Dämpferrohres mit der Bodenplatte ist für einen dauerhaften Einsatz in Kraftfahrzeugen nicht geeignet, da sie nicht mit der geforderten Sicherheit dauerhaltbar ist. Die Fertigung ist außerdem aufwändig.
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Es wurde auch vorgeschlagen, Schwingungsdämpfer von der Bauart eines Zweirohrdämpfers aus einem Aluminium-Strangpressprofil zu fertigen, siehe z. B. die
DE3939012A1 und die
DE4102002C2 .
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Dennoch haben sich Leichtmetallschwingungsdämpfer in der Praxis nicht durchsetzen können. Ein Grund könnte darin bestehen, dass die Verbindungstechnik zwischen dem Dämpferrohr und dem unteren Befestigungsauge nicht zufriedenstellend gelöst ist. Eingeschraubte oder anderweitig formschlüssige Verbindungen werden an der Innenseite des Dämpferrohres vorgesehen. Dies ist bei Leichtmetallrohren verbunden mit einer Beschränkung des verfügbaren Hubes, weil die Materialeigenschaften eine größere axiale Länge der Verbindung erfordern.
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Gegenüber diesem Stand der Technik soll mit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe gelöst werden, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, der unter Verwendung von Leichtmetall in großen Stückzahlen einfach und kostengünstig herstellbar ist und der die erforderliche Dauerhaltbarkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird von einem Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weil die Verbindung des Dämpferrohres mit dem Befestigungsmittel (z. B. einem Befestigungsauge für ein Gummilager) stoffschlüssig ausführt ist, kann die Verbindungsstelle so ausgebildet werden, dass im wesentlichen keine Beeinträchtigung des axialen Hubes erfolgt. Die Verbindung kann auch technisch einfach und prozesssicher ausgestaltet werden. Im Gegensatz zu den üblichen reibschlüssigen Verbindungen (Schraubverbindungen) und formschlüssigen Verbindungen (Umformen, Verstemmen) wird das Basismaterial des Gehäuses nicht geschwächt.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Vorteilhaft ist die Verbindung geklebt, wodurch thermische und mechanische Veränderungen des Leichtmetalls beim Fügevorgang vermieden werden.
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Wenn das Gehäuse aus Leichtmetall stranggepresst ist und es eine äußere Umfangsfläche aufweist, wobei das Befestigungsmittel das Gehäuse kappenartig außen umgreift und ein Klebstoff zwischen der äußeren Umfangsfläche des Dämpferrohres und einer inneren zylindrischen Ringfläche des Befestigungsmittels angeordnet ist, kann die Verbindungsstelle in axialer Ersteckung verlängert werden, ohne dass der Hub des Dämpfers verkürzt wird. Weiter ist im Außenbereich des Dämpferrohres die für die Klebung verfügbare Fläche größer als innen oder an der Stirnseite.
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Wenn das Befestigungsmittel einen kuppelförmigen Bereich aufweist, der in seiner Mitte in einem Abstand von dem benachbarten Ende des Dämpferrohres angeordnet ist, kann eine besonders große Steifigkeit des Befestigungsmittels erzielt werden. Weiter kann hier bei einem Zweirohrdämpfer das Bodenventil angeordnet werden, ohne dass umfangreiche Bearbeitungen des Strangpressprofils erforderlich sind.
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Bei einem Einrohrdämpfer ist in dem Gehäuse ein Trennkolben vorgesehen, der die Dämpferflüssigkeit von einem Gasvolumen trennt. Wenn der Trennkolben und insbesondere das Gasvolumen sich in Axialrichtung des Dämpfers im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem Dämpferrohr und dem Befestigungsmittel befindet, wird die Klebestelle besonders wenig mit Wärme beaufschlagt, da diese bevorzugt im Bereich der Dämpferflüssigkeit anfällt.
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Wenn bei einer anderen Ausführungsform vorgesehen ist, dass das Befestigungsmittel mit dem Dämpferrohr verschweisst ist, sind besonders kompakte Verbindungen möglich.
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Eine besonders zuverlässig zu fertigende Verbindung ergibt sich, wenn das Befestigungsmittel das Dämpferrohr kappenartig umgreift und eine innere ringförmige Umfangsfläche sowie eine radial von der Umfangsfläche nach innen weisende Ringfläche bildet, wobei die Ringfläche an einer Stirnseite des Dämpferrohres anliegt, und dass das Befestigungsmittel im Bereich dieser radialen Ringfläche mit dem Dämpferrohr durch Reibschweißen verbunden ist. Das Eindringen von Material in das Dämpferrohr während des Fügevorgangs wird verhindert, wenn das Befestigungsmittel radial innerhalb der Ringfläche einen Wulst aufweist, der in das Innere des Dämpferrohres ragt.
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Eine im Durchmesser besonders kleine, jedoch hoch belastbare Verbindungsstelle wird erzielt, wenn das Befestigungsmittel mit dem Dämpferrohr mittels Reibschweißen stumpf verschweißt ist.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das Befestigungsmittel ein Auge eines Gummilagers ist, welches an einen durch Umformen verjüngten Teil des Dämpferrohres mittels Reibschweißen angefügt ist. Die Fügestelle ist dann besonders klein.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
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1: ein Dämpferrohr eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers mit geklebter Befestigungseinrichtung in einer Prinzipdarstellung;
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2: Ein Dämpferrohr eines Zweirohrstoßdämpfers mit geklebter Befestigungseinrichtung in einer Prinzipdarstellung;
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3: ein Dämpferrohr mit reibgeschweißter Befestigungseinrichtung; sowie
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4: ein Dämpferrohr mit umgeformtem Rohrende und reibgeschweißtem Befestigungsauge.
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Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schwingungsdämpfer oder Stossdämpfer 1 mit einem zylindrischen Gehäuse 2, in dem ein Kolben in Axialrichtung des Gehäuses bewegbar gelagert ist. Der Kolben ist in dem zylindrischen Gehäuse 2 dichtend angeordnet. Das Gehäuse 2 und der Kolben begrenzen ein erstes Volumen unterhalb des Kolbens und ein zweites Volumen oberhalb des Kolbens. Das Gehäuse 2 weist an seiner Unterseite ein Befestigungsauge 6 auf. Der Kolben trägt eine Kolbenstange, die an ihrem dem Kolben 3 gegenüber liegenden Ende ein zweites Befestigungsauge aufweist. An dem in 1 oberen Ende ist das obere Volumen mit einem Dichtungspaket verschlossen, das zwischen dem Gehäuse 2 und der Kolbenstange liegt.
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Mit den Befestigungsmitteln oder -augen wird der Stossdämpfer 1 zum Beispiel an der Karosserie und einem Achsteil eines Kraftfahrzeugs befestigt.
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Das Befestigungsmittel ist hier als geschmiedetes Bodenstück 10 ausgebildet, das ein Auge 11 und einen kappenförmiges Oberteil 12 trägt. Das Oberteil 12 umfasst einen kuppelförmigen Bereich 13 und einen Mantel 14, der sich kreiszylindrisch in Axialrichtung des Stoßdämpfers 1 erstreckt. Der Innendurchmesser des Mantels 14 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des als Dämpferrohr ausgebildeten Gehäuses 2, so dass sich zwischen diesen Bauteilen eine Klebefuge ergibt. In diese Fuge eingebrachter Klebstoff bewirkt eine stoffschlüssige, gasdichte und vibrationsfeste Verbindung, deren Haltekraft durch die axiale Erstreckung der Klebefuge beeinflusst werden kann. Der im Innern des Gehäuses 2 verfügbare Hub wird dadurch nicht verringert. Die Klebung im Bereich der Außenwandung des Gehäuses 2 verhindert auch, dass evtl. überschüssiger Klebstoff in das Gehäuseinnere eindringt.
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Die 2 zeigt einen Zweirohrdämpfer mit geklebtem Bodenstück wie in 1. Es ist bei dieser Ausführung ein Innenrohr 15 vorgesehen, in dem der Kolben arbeitet. Ein Bodenventil 16 ist in an sich bekannter Weise in dem Zwischenraum zwischen Innenrohr und Außenrohr angeordnet. Der Querschnitt des Rohres ist oben in der 2 veranschaulicht.
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Es ist ersichtlich, dass die untere Stirnseite des Dämpfergehäuses 2 weder an dem Außenrohr noch an dem Innenrohr 15 umfangreich bearbeitet werden muss, sondern dass das Bodenventil 16 bei geeigneter Ausführung einfach in das abgelängte und entgratete Ende eingesetzt werden kann. Die kalottenförmige oder kuppelförmige Ausbildung des Bodenstücks 10 schafft zusammen mit der außen an dem Gehäuse 2 angreifenden Klebeverbindung den dafür erforderlichen Raum.
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In der 3 ist eine weitere Ausführung der Erfindung veranschaulicht, bei der das Bodenstück 10 als Befestigungsmittel des Schwingungsdämpfers 1 mittels Reibschweißung an das Gehäuse 2 angefügt ist. Die Reibschweißung greift an der Stirnseite des Gehäuses 2 an. Dieser Bereich ist in dem Ausschnitt III vergrößert dargestellt.
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Der Randbereich des geschmiedeten Bodenstücks 10 ist mit einem das Gehäuse 2 umgreifenden Rand 20 ausgebildet, an dessen umlaufender Innenseite eine Mantelfläche 21 angeordnet ist. Diese ist im Vergleich zu der Klebeverbindung aus 1 und 2 axial kurz ausgeführt. Radial nach innen schließt eine radial ebene Ringfläche 22 an, die parallel zu der Stirnseite des Gehäuses 2 angeordnet ist und im Durchmesser diesem entspricht. Weiter innerhalb der Ringfläche 22 ist ein Wulst 23 vorgesehen, der in seinem Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 2. Der Wulst 23 ragt über die Radialebene der Ringfläche 22 hinaus in den Innenraum des Gehäuses 2 hinein.
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Bei dem Fügevorgang wird das Befestigungsmittel in Form des Bodenstücks 10 mit der Ringfläche 22 an die freie Stirnseite des Gehäuses 2 angelegt und mittels Reibschweißung damit verbunden. Überschüssiges Material aus dem Fügevorgang bleibt zwischen dem Rand 20 und dem Wulst 23 eingeschlossen. Es kann nicht in den Innenraum des Gehäuses 2 eintreten. Nachbearbeitungen der Fügestelle sind normalerweise nicht erforderlich. es ergibt sich eine kompakte und hoch belastbare Verbindungsstelle. Als Materialien kommen die in diesem Bereich üblichen Aluminiumlegierungen in Frage, die für Strangpressverfahren und Schmiedeverfahren geeignet sind.
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4 zeigt schließlich eine weitere Ausführungsform, bei der das Gehäuse 2 durch Umformung im Bereich 31 der Befestigungsstelle verjüngt ist. Hier kann ein Befestigungsauge 30 mittels Reibschweißen angefügt werden, wobei die Fügestelle besonders klein bleibt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3939012 A1 [0008]
- DE 4102002 C2 [0008]
