DE102013201301B3

DE102013201301B3 - Zylinderaggregat mit einer Klebeverbindung

Info

Publication number: DE102013201301B3
Application number: DE102013201301.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Pradel; Josef Renn; Andreas Sieber; Klaus Schreiner; Wolfgang Hertz; Dirk Becker; Markus Schäfer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: JP2016511814A; KR20150112974A; CN104936805A; MX2015009679A; WO2014114498A1; US20150354661A1

Abstract

Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder, der an einem Ende von einem Boden verschlossen ist, wobei zwischen dem Zylinder und dem Boden eine Klebeverbindung ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindung des Bodens in einem mit Klebemittel gefüllten Ringraum ausgeführt ist, wobei der Zylinder oder der Boden in dem Ringraum sowohl an einer Innen- wie auch an einer Außenwandung mit Klebemittel benetzt ist, so dass zwei durch die Wandung getrennte Klebeflächen vorliegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zylinderaggregat mit einer Klebeverbindung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem Zylinderaggregat in der Bauform eines Schwingungsdämpfers werden Anbauteile, z. B. Stabilisatorhalter, Federteller oder auch Radträger in der Regel angeschweißt. Teilweise werden auch Formschlussverbindungen eingesetzt. Gleiches gilt für die Verbindung zwischen einem Zylinder und einem Boden des Schwingungsdämpfers. Schweißverbindungen und Formschlussverbindungen haben prinzipiell den Nachteil, dass die Korrosion einer erheblichen Vorsorge bedarf.
Es gibt schon seit geraumer Zeit Überlegungen bestehende Schweiß- oder Formschlussverbindungen durch Klebeverbindungen zu ersetzen. So ist z. B. aus der DE 10 2004 003 423 A1 ein Schwingungsdämpfer bekannt, dessen Radträger mittels einer Kleberschicht am äußeren Zylinder befestigt ist.
In der DE 102 08 560 B4 ist offenbart, dass der Boden und der Zylinder mittels einer Klebeverbindung zusammengehalten werden. An dem Boden ist ein Anschlussorgan ausgeführt.
Die DE 44 38 196 A1 betrifft einen Zylinder für fluidische Mittel, wobei der Zylinder endseitig von einem Boden abgeschlossen wird, der einen Ringraum zur Aufnahme eines Zylinderendes aufweist. Zumindest optional kann die Verbindung zwischen dem Boden und dem Zylinder durch eine Klebung verstärkt sein.
Eine ähnliche Bauform ist aus der DE 888 341 B bekannt. In der Ausführung nach 4 verfügt der Boden ebenfalls über einen Ringraum in den der Zylinder eingeführt ist und ein Ringspalt mit Kunstharz verfüllt ist.
Bislang konnte sich die Klebetechnik insbesondere bei Schwingungsdämpfern nicht durchsetzen, da die geforderten Belastungen nicht zuverlässig ausgenommen wurden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung einer zuverlässigen Klebeverbindung an einem Zylinderaggregat.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst.
Der Vorteil dieses Konstruktionsprinzips besteht darin, dass eine Komponente, z. B. der Zylinder an einem Ende zwei Klebeflächen aufweist, da die andere Komponente sowohl an der Innen- wie auch an der Außenwandung anliegt. Bei einer Belastung des Bodens oder des Zylinders werden die Klebeflächen des Bodens zum Zylinder durch die Zweischaligkeit besonders gut abgestützt. Einer Deformation des Zylinders wird entweder von der Innen – oder der Außenschale des Bodens zusätzlich entgegengewirkt. Die Zweischaligkeit des Bodens erleichtert die Herstellung des Bodens, insbesondere wenn der Boden als Umformteil vorgesehen ist.
Um eine Schweißverbindung zwischen den beiden Schalenteilen zu vermeiden, können beide Schalen des Bodens über ihre Bodenbereiche miteinander verklebt sein.
Eine alternative Lösung kann darin bestehen, dass ein zylinderseitiges Anbauteil in Überdeckung steht mit einer Klebefläche zwischen dem Boden und dem Zylinder, wobei das Anbauteil den Ringraum radial begrenzt, wobei das Anbauteil, sowohl mit dem Zylinder wie auch mit dem Boden verbunden ist. In diesem Fall wird der Zylinder einerseits von dem Boden und andererseits von dem Anbauteil abgedeckt. Der Boden kann eine einfache Bauform aufweisen, da er nur eine Begrenzung des Ringraums bilden muss.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind das Anbauteil und eine Schale des Bodens einstückig ausgeführt. Diese Variante ist besonders stabil, da eine Klebefläche zwischen dem Boden und dem Anbauteil entfällt.
Bei einer Ausführungsform weist der Querschnitt des Zylinders einen Längenabschnitt mit einer Radiusreduzierung auf, wobei die Radiusreduzierung zumindest der Wandstärke des Bodens entspricht. In diesem Fall wird nicht der Zylinder, sondern Boden in dem Ringraum im Klebemittel gekammert.
Man kann vorsehen, dass die äußere Klebefläche zwischen dem Zylinder und dem Boden axial kürzer ist als der Längenabschnitt mit der Radiausreduzierung, so dass zwischen dem Anbauteil und dem Zylinder ein Spalt für Klebemittel vorliegt. Dieser Bauform sorgt für einen definierten Spaltquerschnitt zwischen dem Anbauteil und dem Zylinder.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 u. 2 Zylinder-Boden-Verbindung mit einem zweischaligen Boden
3 u. 4 Zweischaliger Boden mit einem Anbauteil am Zylinder
5 Einschaliger Boden mit Ringraum zum einem Anbauteil
6 Einschaliger Boden in einem Ringraum zwischen einem Anbauteil und dem Zylinder
7 Variante nach 6 mit zweischaligem Boden
Die 1 und die 2 zeigen in der Zusammenschau ein Ende eines Zylinders 1, z. B. eines Schwingungsdämpfers. Der Zylinder 1 wird endseitig druckdicht von einem Boden 3 abgeschlossen. Der Boden 3 ist zweischalig aufgebaut. Jede Einzelschale 5; 7 verfügt über einen Rohrabschnitt 9; 11 und einen Bodenbereich 13; 15. Die Rohrabschnitte 9; 11 verlaufen parallel und begrenzen radial einen Ringraum 17, der mit einem Klebemittel gefüllt ist und das Ende des Zylinders 1 aufnimmt. In dieser Ausführungsform sind beide Rohrabschnitte 9; 11 gleichlang ausgeführt, wobei man durchaus auch unterschiedliche Längen vorsehen kann. Die beiden Einzelschalen 5; 7 sind über einen Bodenbereich 13; 15 miteinander verbunden, beispielsweise durch eine Klebeverbindung. Alternativ kann man auch einen urgeformten Boden, z. B. als Sinter- oder Kunststoffbauteil vorsehen. Eine Klebeverbindung des Bodens mit dem Zylinder wird durch den mit Klebemittel gefüllten Ringraum 17 erreicht, wobei der Zylinder 3 in dem Ringraum 17 sowohl an einer Innen- wie auch an einer Außenwandung 19; 21 mit dem Klebemittel benetzt ist, so dass zwei durch die Wandung des Zylinders getrennte Klebeflächen 23; 25 vorliegen.
Die 3 und 4 zeigen eine Variante, bei der an dem Zylinder 1 ein Anbauteil 27 fixiert ist. Beispielhaft ist das Anbauteil 27 als ein Radträger eines Schwingungsdämpfers ausgeführt.
Das zylinderseitige Anbauteil 27 verfügt über einen Rohrabschnitt 29, der in Überdeckung mit der Klebefläche 23 zwischen dem Boden 3 und dem Zylinder 1 steht, wobei das Anbauteil 27 den Ringraum 17 radial begrenzt. Das Anbauteil 27 ist sowohl mit dem Zylinder 1 wie auch mit dem Boden 3 verbunden ist.
Das Anbauteil 27 und das äußere Schalenteil 5 des Bodens 3 sind in der 3 einstückig ausgeführt. Eine Klebeverbindung an einer Klebefläche 31 zwischen dem Anbauteil 27 und der Außenwandung 21 des Zylinders 1 kann axial deutlich länger ausgeführt sein als die Klebefläche 23 im Bereich der Innenwandung 19.
Die Variante nach 5 ist ähnlich der 3 gestaltet. Sowohl der Rohrabschnitt 11 des Bodens 3 wie auch das Anbauteil 27 bilden den besagten Ringraum 17 zur Aufnahme des Zylinderendes. Abweichend ist der Boden 3 einschalig ausgeführt. Es liegt die Klebefläche 23 zwischen dem Rohrabschnitt 11 des Bodens 3 und der Innenwandung 19 sowie einer Stirnfläche des Zylinders 1 vor. Des Weiteren besteht im Bereich der Klebefläche 23 des Zylinders mit dem Rohrabschnitt des Bodens 11 eine Klebefläche 31 zwischen dem Anbauteil 27 und dem Zylinder 1, der sich eine weitere Klebefläche 33 zwischen dem Rohrabschnitts 11 des Bodens 3 und dem Rohrabschnitt 29 des Anbauteils 27 anschließt.
Die 6 zeigt beispielhaft ein Anbauteil 27 gemäß der 5 an einem Zylinder 1, dessen Querschnitt auf einem Längenabschnitt 35 eine Radiusreduzierung 37 aufweist, wobei die Radiusreduzierung 37 zumindest der Wandstärke des Bodens 3 entspricht. Bei dieser Variante ist der Rohrabschnitt des einschaligen Bodens 3 in dem Ringraum 17 zwischen der Außenwandung 21 des Zylinders 1 und der Innenwandung 39 des Anbauteils 27 im Klebemittel gekammert. Auch hier grenzen die Klebeflächen 31, 33 zwischen dem Anbauteil 27 und dem Zylinder 1 sowie dem Anbauteil 27 und dem Boden 3 unmittelbar aneinander.
Die 7 offenbart eine Variante, die eine Kombination des Bodens 3 aus der 1 und mit einem Zylinder 3 und einem Anbauteil 27 gemäß der 6 beinhaltet. Abweichend ist die äußere Klebefläche 25 zwischen dem Zylinder 1 und dem Boden 3 axial kürzer als der Längenabschnitt 35 mit der Radiusreduzierung 37, so dass zwischen dem Anbauteil 27 und dem Zylinder 1 ein Spalt 41 für Klebemittel vorliegt. Es liegt somit ein Überdeckungsbereich vor, bei dem das innere Schalenteil 7 des Bodens 3, der Zylinder 1, das äußere Schalenteil 5 und der Rohrabschnitt 29 des Anbauteils 27 geschichtet sind und somit drei Klebeschichten zur Verfügung stehen. Es stehen somit zwei Ringräume 17, 43 zur Verfügung, die jeweils ein Bauteil, nämlich den Zylinder 1 und das äußere Schaltenteil 5 in dem Klebemittel aufnehmen.
Bezugszeichenliste

1: Zylinder
3: Boden
5: Einzelschale
7: Einzelschale
9: Rohrabschnitt
11: Rohrabschnitt
13: Bodenbereich
15: Bodenbereich
17: Ringraum
19: Innenwandung
21: Außenwandung
23: Klebefläche
25: Klebefläche
27: Anbauteil
29: Rohrabschnitt
31: Klebefläche
33: Klebefläche
35: Längenabschnitt
37: Radiusreduzierung
39: Innenwandung
41: Spalt
43: Ringraum

Claims

Zylinderaggregat, umfassend einen Zylinder (1), der an einem Ende von einem Boden (3) verschlossen ist, wobei zwischen dem Zylinder (1) und dem Boden (3) eine Klebeverbindung ausgeführt ist, wobei die Klebeverbindung des Bodens (3) in einem mit Klebemittel gefüllten Ringraum (17) ausgeführt ist, wobei der Zylinder (1) oder der Boden (3) in dem Ringraum (17) sowohl an einer Innen- wie auch an einer Außenwandung mit Klebemittel benetzt ist, so dass zwei durch die Wandung getrennte Klebeflächen (23; 25; 31; 33) vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (3) zweischalig aufgebaut ist, wobei die beiden Schalenteile (5; 7) des Bodens (3) radial den Ringraum (17) begrenzen, der ein Ende des Zylinders (1) aufnimmt.
Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schalenteile (5; 7) des Bodens (3) über einen Bodenbereich (13; 15) miteinander verklebt sind.
Zylinderaggregat nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylinderseitiges Anbauteil (27) in Überdeckung steht mit einer Klebefläche (23) zwischen dem Boden (3) und dem Zylinder (1), wobei das Anbauteil (27) den Ringraum (17) radial begrenzt und sowohl mit dem Zylinder (1) wie auch mit dem Boden (3) verbunden ist.
Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbauteil (27) und der Boden (3) einstückig ausgeführt sind.
Zylinderaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Zylinders (1) auf einem Längenabschnitt (35) mit einer Radiusreduzierung (37) aufweist, wobei die Radiusreduzierung (37) zumindest der Wandstärke des Bodens (3) entspricht.
Zylinderaggregat nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Klebefläche (25) zwischen dem Zylinder (1) und dem Boden (3) axial kürzer ist als der Längenabschnitt (35) mit der Radiusreduzierung (37), so dass zwischen dem Anbauteil (27) und dem Zylinder (1) ein Spalt (41) für Klebemittel vorliegt.