DE102014007961A1

DE102014007961A1 - Shock absorbers and a method for its production

Info

Publication number: DE102014007961A1
Application number: DE102014007961.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Paul; Frank Cichy; Martin Hähnel; Johannes Döbber
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2015-12-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer, insbesondere für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dämpfer vorzuschlagen, mit welchem die Masse bei gleichzeitig hoher Stabilität weiter gesenkt werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers, welches durch Reduzierung der Prozesszeiten wirtschaftlich für einen Massenmarkt bereitgestellt werden kann, wird für einen Dämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und für ein Verfahren zu seiner Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 8 gelöst.The invention relates to a damper, in particular for vehicles and a method for producing a damper. The object of the present invention to provide a damper, with which the mass can be further reduced while maintaining high stability, and a method for producing a damper, which can be provided by reducing the process times economically for a mass market, is for a damper with the Characteristics of claim 1 and solved for a method for its preparation with the features of claim 8.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer, insbesondere für Fahrzeuge sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers.The invention relates to a damper, in particular for vehicles and a method for producing a damper.

Gattungsgemäße Dämpfer, insbesondere für Fahrzeuge sowie entsprechende Verfahren zum Herstellen von Dämpfern sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2011 109 362 A1 . Vom Leichtbau getrieben hat nun auch der Faserverbundwerkstoff Einzug in die Fahrwerkskomponenten von Fahrzeugen gehalten, beispielsweise als Rohrkomponente eines Dämpfers, insbesondere eines Stoßdämpfers. Dabei werden die Dämpfer über sogenannte Lasteinleitungselemente mit dem Fahrzeugchassis verbunden. Bisher kommen lediglich metallische Lasteinleitungselemente zum Einsatz, die, wie beispielsweise Verschlusselemente, zum Verschließen des Dämpfers kolbenstangenseitig und Verbindungselemente, die zur Anbindung mit dem Radträger eines Fahrzeuges dämpferbodenseitig montiert werden. Metallische Komponenten weisen eine höhere Masse als vergleichbare Komponenten aus einem Faserverbundwerkstoff auf, sodass auch im Bereich der Fahrwerkskomponenten, insbesondere am Dämpfer, beispielsweise am Stoßdämpfer weiteres Potential besteht, Masse zu reduzieren.Generic dampers, in particular for vehicles and corresponding methods for producing dampers are known from the prior art, for example from the German Offenlegungsschrift DE 10 2011 109 362 A1 , Driven by lightweight construction, the fiber composite material has now also found its way into the chassis components of vehicles, for example as a tube component of a damper, in particular a shock absorber. The dampers are connected via so-called load introduction elements with the vehicle chassis. So far, only metallic load introduction elements are used, which, for example, closure elements for closing the damper piston rod side and connecting elements, which are mounted on the damper floor side for connection to the wheel carrier of a vehicle. Metallic components have a higher mass than comparable components made of a fiber composite material, so that in the area of the chassis components, in particular on the damper, for example on the shock absorber further potential exists to reduce mass.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Dämpfer vorzuschlagen, mit welchem die Masse bei gleichzeitig hoher Stabilität weiter gesenkt werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers, welches durch Reduzierung der Prozesszeiten wirtschaftlich für ein Massenprodukt bereitgestellt werden kann.On this basis, it is an object of the present invention to provide a damper, with which the mass can be further reduced while maintaining high stability, and a method for producing a damper, which can be provided by reducing the process time economically for a mass product.

Die aufgezeigte Aufgabe für einen gattungsgemäßen Dämpfer wird dadurch gelöst, dass das Verbindungselement und das Verschlusselement aus einem nichtmetallischen oder metallischen Werkstoff bestehen und an ihren freien Enden Mittel vorgesehen sind, die eine form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Aufnahme einer Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff ermöglichen und die Schlaufe einen Teilbereich des Dämpferrohres in Axialrichtung bedeckt.The object shown for a generic damper is achieved in that the connecting element and the closure element made of a non-metallic or metallic material and means are provided at their free ends, a positive, non-positive and / or material fit receiving a loop of a fiber composite material allow and the loop covers a portion of the damper tube in the axial direction.

Die Erfinder haben festgestellt, dass bei dem Einsatz von Lasteinleitungselementen, wie Verschluss- und Verbindungelementen aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff und einer in Axialrichtung des Dämpferrohres verlaufenden Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff, gegenüber den Dämpfern, insbesondere Stoßdämpfern aus dem Stand der Technik, ein mit hoher Stabilität kombiniert leichterer Stoßdämpfer bereitgestellt werden kann. Die Mittel an den freien Enden der Lasteinleitungselemente (Verschluss- und Verbindungselement) dienen der form-, kraft- und/oder stoffschlüssigen Aufnahme einer Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff. Die im Dämpfer auftretenden Zugkräfte können mit der Schlaufenausbildung gezielt aufgenommen werden. Desweiteren ist eine einfache und schnelle Montage und Demontage möglich, wodurch schnelle und kostengünstige Prozesse geschaffen werden können. Unter Faserverbundwerkstoffen sind Fasern in Form von Kurzfasern, Endlosfasern, Endlosrovings, Vliese, Geweben, Gelegen, Gestricken sowie Gewirken die in einer oder mehreren übereinanderliegenden Schichten in Folge eines Aushärteprozesses (Konsolidierung) in einer Matrix, beispielsweise einer duroplastischen oder thermoplastischen Matrix eingebettet sind, zu verstehen.The inventors have found that in the use of load introduction elements, such as closure and connection elements of a non-metallic material, in particular of a plastic or fiber composite material, or a metallic material and a running in the axial direction of the damper tube loop of a fiber composite material, with respect to the dampers, in particular Shock absorbers of the prior art, combined with high stability lighter damper can be provided. The means at the free ends of the load introduction elements (closure and connecting element) serve to form, force and / or materially receiving a loop made of a fiber composite material, preferably made of a carbon fiber composite material. The tensile forces occurring in the damper can be specifically absorbed with the loop training. Furthermore, a simple and fast assembly and disassembly is possible, whereby fast and inexpensive processes can be created. Fiber composites include fibers in the form of short fibers, continuous fibers, continuous rovings, nonwovens, woven fabrics, laid, knitted fabrics and knitted fabrics embedded in one or more superposed layers as a result of a curing process (consolidation) in a matrix, for example a thermoset or thermoplastic matrix understand.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers sind die Mittel zumindest partiell entlang des Umfangs am freien Ende des Lasteinleitungselementes (Verschluss- und Verbindungselement) angeordnet und im Bereich der Aufnahme der Schlaufe mulden- oder wannenförmig ausgebildet. Kumulativ oder alternativ kann auch eine andere Form des Mittels verwendet werden, die dazu geeignet ist, die Schlaufe im Umlenkbereich faserverbundgerecht und stoff-, kraft- und/oder formschlüssig aufzunehmen. Die Form des Mittels ist derart angepasst, das beispielsweise während eines automatisierten Wickelprozesses sichergestellt ist, dass pro Wicklung die Schlaufe in der vorgesehenen Position verbleibt und nicht abrutschen kann. Je nach Anforderung der Stabilität definiert sich die Anzahl der Wicklungen. Alternativ zum Wickelprozess dienen der Aufnahmebereich und die Mittel im Umlenkbereich einer Variante der Schlaufe, welche vorkonsolidiert und durch ihre Gestaltung montierbar bzw. demontierbar ist.According to a first embodiment of the damper according to the invention, the means are arranged at least partially along the circumference at the free end of the load introduction element (closure and connection element) and formed in the region of receiving the loop trough or trough-shaped. Cumulatively or alternatively, it is also possible to use another form of the means which is suitable for receiving the loop in the deflection region in a fiber-composite manner and in a material, force and / or form-fitting manner. The shape of the means is adapted to ensure, for example, during an automated winding process that per winding the loop remains in the intended position and can not slip off. Depending on the requirement of stability, the number of windings is defined. As an alternative to the winding process, the receiving area and the means in the deflection area serve for a variant of the loop, which is preconsolidated and can be mounted or dismantled by its design.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers sieht vor, dass die Lasteinleitungselemente, vorzugsweise mit seinen Mitteln zur stoff-, kraft- und/oder formschlüssigen Aufnahme der Schlaufe einstückig, insbesondere im Spritz-, Druckgießprozess, im 3D-Printverfahren oder aus faserverstärkten Duro- oder Thermoplastformmassen, vorzugsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff hergestellt sind. Die genannten Herstellungsverfahren sind bereits etablierte und auf dem Markt verfügbare Technologien, wodurch bei einem hohen Automatisierungsgrad entsprechende Komponenten kostengünstig hergestellt werden können.A further embodiment of the damper according to the invention provides that the load introduction elements, preferably with its means for material, force and / or positive reception of the loop in one piece, especially in the injection molding, die casting process, 3D printing or fiber-reinforced Duro or thermoplastic molding compounds , are preferably made of a carbon fiber composite material. The aforementioned production methods are already established and available on the market technologies, whereby at a high degree of automation corresponding components can be produced inexpensively.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers sieht vor, dass das Dämpferrohr aus einem Faserverbundkörper mit mindestens zwei Faserschichten mit jeweils unterschiedlicher Faserausrichtung, vorzugsweise im Wickelprozess, beispielsweise nass, trocken oder mit vorimprägnierten Rovings in duroplastischer oder thermoplastischer Matrix hergestellt ist. Wickelprozesse sind bereits etablierte und auf dem Markt verfügbare Technologien, wie beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2011 109 362 A1 offenbart, wodurch entsprechende Komponenten relativ günstig hergestellt werden können.A further advantageous embodiment of the damper according to the invention provides that the damper tube consists of a fiber composite body with at least two fiber layers, each with different fiber orientation, preferably in Wrapping process, for example, wet, dry or prepared with pre-impregnated rovings in thermosetting or thermoplastic matrix. Winding processes are already established and available on the market technologies, such as in the published patent application DE 10 2011 109 362 A1 disclosed, whereby corresponding components can be made relatively cheap.

Alternativ können die Dämpferrohre aus Pultrusionsprofilen aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet sein. Durch kontinuierliche Pultrusionsprozesse können bei einem hohen Automatisierungsgrad Profile jeglichen Querschnittes hergestellt werden. Vorzugsweise wird ein runder Querschnitt für die Verwendung von Dämpferrohren hergestellt, wobei besonders bevorzugt ein Schichtaufbau bereitgestellt wird, der aus belastungsgerecht orientierten Endlosfaserrovings zusammengesetzt und auf entsprechende Länge abgelängt wird. So lassen sich auch während des Pultrusionsprozesses kontinuierlich Endlosfaserverbundprofile mit Bereichen mit unterschiedlichen Materialdicken bei vorzugsweise konstantem Innendurchmesser bzw. -geometrie herstellen. Besonders bevorzugt wird das Profil mit unterschiedlichen Materialdicken derart auf Länge abgelängt, dass das abgelängte Faserverbundprofil, das als Dämpferrohr verwendet wird, an seinen Enden eine gegenüber dem Mittenbereich größere Materialdicke aufweisen kann. Pultrusionsprofile mit gleichbleibender sowie variabler passgenauer Materialdicke können somit kostengünstig für ein Massenprodukt bereitgestellt werden.Alternatively, the damper tubes may be formed from Pultrusionsprofilen of a fiber composite material. Through continuous pultrusion processes profiles of any cross-section can be produced with a high degree of automation. Preferably, a round cross-section for the use of damper tubes is produced, wherein particularly preferably a layer structure is provided which is composed of load-oriented oriented Endlosfaserrovings and cut to the appropriate length. Thus, it is also possible to continuously produce continuous fiber composite profiles with regions having different material thicknesses, preferably with a constant inner diameter or geometry, during the pultrusion process. Particularly preferably, the profile is cut to length with different material thicknesses such that the cut fiber composite profile, which is used as damper tube, at its ends may have a greater material thickness relative to the central region. Pultrusion profiles with constant as well as variable exact material thickness can thus be provided inexpensively for a mass product.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers sind die Lasteinleitungselemente (Verbindungs- und Verschlusselement) mit mindestens einem Dichtelement versehen. Dies hat den Vorteil, dass die Lasteinleitungselemente fluid- und/oder gasdicht im Dämpferrohr montiert werden können.According to a further advantageous embodiment of the damper according to the invention, the load introduction elements (connecting and closing element) are provided with at least one sealing element. This has the advantage that the load introduction elements can be mounted fluid-tight and / or gas-tight in the damper tube.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers sind die Lasteinleitungselemente (Verbindungs- und Verschlusselement) stoff-, form- und/oder kraftschlüssig mit dem Dämpferrohr verbunden. Als stoffschlüssige Verbindung eignet sich beispielsweise ein Kleben, wobei auch alternative Verfahren, die vorzugsweise Faserverbundwerkstoffe miteinander Fügen können, zur Anwendung kommen können. Als form- und/oder kraftschlüssige Verbindung eignet sich beispielsweise eine Verschraubung. Besonders bevorzugt wird das Lasteinleitungselement mit einem Außengewinde versehen, das durch die vorgenannten Herstellungsprozesse relativ einfach und kostengünstig verfügbar ist, und einem Dämpferrohr, vorzugsweise als Pultrusionsprofil, das in seinen Endbereichen eine größere Materialdicke als Mittenbereich aufweist, und beispielsweise mittels „Helix Fräsen” auf einem entsprechenden Fertigungsautomaten ein auf das Außengewinde des jeweiligen Lasteinleitungselementes angepasstes Innengewinde eingefräst wird.According to a further embodiment of the damper according to the invention, the load introduction elements (connecting and closing element) are material, form and / or non-positively connected to the damper tube. Adhesive bonding is suitable, for example, as an integral connection, although alternative methods which can preferably be used to join fiber composite materials together may also be used. As a positive and / or non-positive connection, for example, a screw is suitable. Particularly preferably, the load introduction element is provided with an external thread, which is relatively easily and inexpensively available through the aforementioned manufacturing processes, and a damper tube, preferably as a pultrusion profile, which has a greater material thickness than the central region in its end regions, and for example by "helix milling" on a corresponding manufacturing machine a milled onto the external thread of the respective load introduction element internal thread is milled.

Die aufgezeigte Aufgabe für ein Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers wird dadurch gelöst, dass das Verfahren wenigstens folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Dämpferrohres aus einem Faserverbundwerkstoff mit einer innenseitigen Beschichtung zur gleitenden Führung mindestens eines Dämpferkolbens
b) Einsetzen eines Dämpferkolbens und seiner angebundenen Kolbenstange
c) Einsetzen eines Verschlusselementes aus einem nichtmetallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff in das Rohrende, aus dem die Kolbenstange ragt und Hindurchführen der Kolbenstange durch eine in dem Verschlusselement vorgesehenen Öffnung
d) oder anstelle von b) und c) werden ein Dämpferkolben mit seiner angebundenen Kolbenstange mit ggf. entsprechenden Feder-, Justage- und Dichtelementen und einem Verschlusselement aus einem nichtmetallischen, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff montiert und in das erste Rohrende eingesetzt
e) Einsetzen eines Verbindungselementes aus einem nichtmetallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff auf der gegenüberliegenden Rohrendseite
f) Bereitstellen einer Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff, die durch die an den freien Enden des Verschluss- und Verbindungselementes vorgesehenen Mittel form-, kraft- und/oder stoffschlüssig aufgenommen wird, wobei die Schlaufe entlang eines Teilbereiches des Dämpferrohres in Axialrichtung verläuft.

The stated object of a method for producing a damper is achieved in that the method has at least the following steps:

a) providing a damper tube made of a fiber composite material with an inside coating for sliding guidance of at least one damper piston
b) Inserting a damper piston and its attached piston rod
c) inserting a closure element made of a non-metallic material, preferably of a plastic or fiber composite material, or a metallic material in the pipe end from which the piston rod protrudes and passing the piston rod through an opening provided in the closure element
d) or instead of b) and c) are mounted a damper piston with its tailed piston rod with possibly corresponding spring, Justage- and sealing elements and a closure element made of a non-metallic, preferably made of a plastic or fiber composite material, or a metallic material and in the used first pipe end
e) insertion of a connecting element of a non-metallic material, preferably of a plastic or fiber composite material, or a metallic material on the opposite end of the tube
f) providing a loop of a fiber composite material, which is positively, force and / or materially received by the means provided at the free ends of the closure and connecting element, wherein the loop extends along a portion of the damper tube in the axial direction.

Durch die bereits vorkonfektionierten einzelnen Komponenten kann durch das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere in einem Nass- oder Trockenwickelprozess die Schlaufe, die vorzugsweise als unkonsolidiertes geschlossenes Rovingbündel bereitgestellt wird, kraft- und/oder formschlüssig an den freien Enden des Verschluss- und Verbindungselementes umwickelt und anschließend in einem Aushärteprozess konsolidiert wird. Durch den hohen Automatisierungsgrad kann wirtschaftlich ein Massenprodukt hergestellt werden. Alternativ zum Wickelprozess kann eine vorkonfektionierte klemm- und/oder spannbare Schlaufe, beispielsweise als konsolidiertes geschlossenes Rovinbündel montiert werden, wodurch mit einem hohen Automatisierungsgrad ein kostengünstiges Herstellungsverfahren bereitgestellt werden kann.Through the already prefabricated individual components, the loop, which is preferably provided as unconsolidated closed roving bundle, by the inventive method, especially in a wet or dry winding process, non-positively and / or positively wrapped at the free ends of the closure and connecting element and then in a Hardening process is consolidated. Due to the high degree of automation, a mass-produced product can be produced economically. As an alternative to the winding process, a prefabricated clamping and / or tensionable loop, for example, be mounted as a consolidated closed Rovinbündel, which can be provided with a high degree of automation, a cost-effective manufacturing process.

Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorherigen Abschnitte verwiesen, in denen die Merkmale der weiteren Ansprüche bezogen auf das erfindungsgemäße Verfahren enthalten sind. To avoid repetition, reference is made to the previous sections, in which the features of the further claims are contained with respect to the inventive method.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Es zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to an illustrative drawing. The same parts are provided with the same reference numbers. It shows

1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 : an embodiment of a method according to the invention,

2: ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfers in Längsschnitt dargestellt, 2 : a first embodiment of a damper according to the invention shown in longitudinal section,

3: eine stirnseitige Darstellung (A) des Dämpfers gemäß 2 (kolbenstangenseitig), 3 : An end view (A) of the damper according to 2 (Piston rod side),

4: eine stirnseitige Darstellung (B) des Dämpfers gemäß 2 (dämpferbodenseitig), 4 : An end view (B) of the damper according to 2 (Damper base side),

5: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dämpfers, als Längsschnitt durch ein Dämpferrohr dargestellt. 5 : A second embodiment of a damper according to the invention, shown as a longitudinal section through a damper tube.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens als schematische Abfolge dargestellt. Als erster Schritt (1) wird ein Dämpferrohr aus einem Faserverbundwerkstoff mit einer innenseitigen Beschichtung zur gleitenden Führung mindestens eines Dämpferkolbens bereitgestellt. Die Verwendung von Pultrusionsprofilen als Dämpferrohre wird bevorzugt, da diese sich sehr kostengünstig herstellen lassen. Für das Aufbringen einer Innenbeschichtung wird beispielhaft auf die DE 10 2011 109 362 A1 verwiesen. Als zweiter Schritt (2) werden der Dämpferkolben mit seiner angebundenen Kolbenstange (gefügte Baugruppe) mit vorzugsweise entsprechenden Feder-, Justage- und Dichtelementen und ein Verschlusselement aus einem nichtmetallischen, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff montiert und in das erste Rohrende eingesetzt. Alternativ kann zuerst der Dämpferkolben und seine angebundene Kolbenstange mit vorzugsweise entsprechenden Feder-, Justage- und Dichtelementen eingesetzt werden und anschließend wird ein Verschlusselement aus einem nichtmetallischen, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff in das Rohrende eingesetzt, aus dem die Kolbenstange ragt und Hindurchführen der Kolbenstange durch eine in dem Verschlusselement vorgesehenen Öffnung. Ferner umfasst der Schritt (2) auch das Einsetzen eines Verbindungselementes aus einem nichtmetallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem Kunststoff oder Faserverbundwerkstoff, oder einem metallischen Werkstoff auf der gegenüberliegenden Rohrendseite eingesetzt. Als dritter Schritt (3) erfolgt ein kraft- und/oder formschlüssiges Umwickeln an den freien Enden des Verbindungs- und Verschlusselementes mit einer Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff, vorzugsweise als unkonsolidiertes geschlossenes Rovingbündel, wobei die Schlaufe entlang eines Teilbereiches des Dämpferohres in Axialrichtung verläuft. Vorzugsweise wird die Schlaufe entlang eines Teilbereiches des Dämpferohres in Axialrichtung gestreckt abgelegt. Derartige Wicklungen können in konventionellen Wickelmaschinen umgesetzt werden, sodass auch in diesem Schritt (3) der wirtschaftliche Aspekt im Vordergrund steht. Mit der Konsolidierung der Schlaufe in einem Aushärteschritt, der als vierter Schritt (4) in der Abfolge gekennzeichnet ist, wird dem Dämpfer eine hohe Stabilität verliehen.In 1 an embodiment of a method according to the invention is shown as a schematic sequence. The first step ( 1 ), a damper tube made of a fiber composite material with an inside coating for sliding guidance of at least one damper piston is provided. The use of pultrusion profiles as damper tubes is preferred because they can be produced very inexpensively. For applying an inner coating is exemplified in the DE 10 2011 109 362 A1 directed. As a second step ( 2 ) are the damper piston with its tailed piston rod (joined assembly) with preferably corresponding spring, Justage- and sealing elements and a closure element made of a non-metallic, preferably made of a plastic or fiber composite material, or a metallic material and inserted into the first pipe end. Alternatively, first the damper piston and its connected piston rod with preferably corresponding spring, Justage- and sealing elements are used and then a closure element of a non-metallic, preferably made of a plastic or fiber composite material, or a metallic material is inserted into the pipe end from which the piston rod protrudes and passing the piston rod through an opening provided in the closure element. Furthermore, the step comprises 2 ) also the insertion of a connecting element made of a non-metallic material, preferably made of a plastic or fiber composite material, or a metallic material used on the opposite end of the pipe. As a third step ( 3 ) takes place a non-positive and / or positive wrapping at the free ends of the connecting and closing element with a loop of a fiber composite material, preferably as unconsolidated closed Rovingbündel, wherein the loop along a portion of the damper tube extends in the axial direction. Preferably, the loop is laid down stretched along a partial region of the damper tube in the axial direction. Such windings can be implemented in conventional winding machines, so that also in this step ( 3 ) the economic aspect is in the foreground. With the consolidation of the loop in a hardening step, the fourth step ( 4 ) is characterized in the sequence, the damper is given a high stability.

Alternativ können im dritten Schritt (3) mit einer Montage einer vorkonfektionierten klemm- und/oder spannbaren Schlaufe aus einem Faserverbundwerkstoff die freien Enden des Verbindungs- und Verschlusselementes umschlossen und somit form- und/oder kraftschlüssig verbunden bzw. in ihrer Lage fixiert werden. Der Schritt (4) würde bei einer vorkonfektionierten Schlaufe entfallen.Alternatively, in the third step ( 3 ) with an assembly of a pre-assembled clamping and / or tensionable loop made of a fiber composite material, the free ends of the connecting and closing element enclosed and thus positively and / or non-positively connected or fixed in their position. The step ( 4 ) would be omitted in a prefabricated loop.

In einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt 2 in einem Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Dämpfer (5), der ein Dämpferrohr (6) aus einem Faserverbundwerkstoff, der beispielsweise in einem Wickelprozess bzw. besonders bevorzugt in einem kontinuierlichen Pultrusionsprozess hergestellt wurde und eine Innenschicht (7) aufweist, die zur gleitenden Führung mindestens eines im Dämpferrohr (6) geführten Dämpferkolbens (8) mit beispielsweise Dichtelementen (12) und seiner angebunden Kolbenstange (9) dient. An beiden Enden des Dämpferrohres (6) sind Lasteinleitungselemente (10, 11) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig mit dem Dämpferrohr (6) verbunden. Durch das Vorsehen eines Dichtelementes (12) kann das Lasteinleitungselement (10, 11) fluid- und/oder gasdicht im Dämpferrohr (6) montiert werden. Das Lasteinleitungselement in Form eines Verschlusselementes (10) ist kolbenstangenseitig montiert, das eine Öffnung (13) aufweist, durch die die Kolbenstange (9) fluid- und/oder gasdicht mittels Dichtelement (12) herausgeführt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite des Dämpferrohres (6) ist ein Lasteinleitungselement in Form eines Verbindungselementes (11) dämpferbodenseitig montiert. Das Verbindungselement weist eine Öffnung (14) auf, die zur Anbindung mit einem Radträger eines Fahrzeuges dient. Hier nicht dargestellt, werden vor der Anbindung in die Öffnung (14) sogenannte Gummi-Metall-Buchsen eingepresst. Der Dämpfer (5) weist eine Schlaufe (15) aus einem Faserverbundwerkstoff auf, die einen Teilbereich des Dämpferrohres außenseitig bedeckt, und dem Dämpfer (5) eine hohe Stabilität verleiht, sowie Mittel (20, 21) zur Aufnahme der Schlaufe (15). Beispielsweise kann in das Dämpferrohr (6) ein Trennkolben (8') montiert werden, der, mit Dichtelementen (12) versehen, eine Abtrennung von einer am Dämpferboden legenden Kavität, die beispielsweise mit Gas befüllt ist, und einer am Dämpferkolben (8) liegenden Kavität, die beispielsweise mit Fluid befüllt ist, bewirkt.In a first embodiment shows 2 in a longitudinal section a damper according to the invention ( 5 ), a damper tube ( 6 ) made of a fiber composite material, which was produced for example in a winding process or particularly preferably in a continuous pultrusion process, and an inner layer ( 7 ) for sliding guidance of at least one in the damper tube ( 6 ) guided damper piston ( 8th ) with, for example, sealing elements ( 12 ) and its tailed piston rod ( 9 ) serves. At both ends of the damper tube ( 6 ) are load introduction elements ( 10 . 11 ) material, force and / or positive fit with the damper tube ( 6 ) connected. By providing a sealing element ( 12 ), the load introduction element ( 10 . 11 ) fluid-tight and / or gas-tight in the damper tube ( 6 ) to be assembled. The load introduction element in the form of a closure element ( 10 ) is mounted on the piston rod side, which has an opening ( 13 ), through which the piston rod ( 9 ) fluid and / or gas-tight by means of sealing element ( 12 ) is led out. On the opposite side of the damper tube ( 6 ) is a load introduction element in the form of a connecting element ( 11 ) mounted on the bottom of the damper. The connecting element has an opening ( 14 ), which serves for connection to a wheel carrier of a vehicle. Not shown here, before the connection in the opening ( 14 ) so-called rubber-metal bushes pressed. The damper ( 5 ) has a loop ( 15 ) of a fiber composite material, which covers a portion of the damper tube on the outside, and the damper ( 5 ) gives high stability, as well as means ( 20 . 21 ) to receive the Loop ( 15 ). For example, in the damper tube ( 6 ) a separating piston ( 8th' ), which, with sealing elements ( 12 ), a separation of a laying at the damper bottom cavity, which is filled with gas, for example, and one on the damper piston ( 8th ) lying cavity, which is filled with fluid, for example, causes.

Die 3 und 4 zeigen im Detail die Mittel (20, 21), die eine form-, kraft- und/oder stoffschlüssige Aufnahme einer Schlaufe (15) an den freien Enden der Lasteinleitungselemente (10, 11) ermöglichen. Vorzugsweise sind die Lasteinleitungselemente (10, 11) einstückig mit den Mitteln (20, 21) ausgebildet, die insbesondere im Spritz-, Druckgießprozess, im 3D-Printverfahren oder aus faserverstärkten Duro- oder Thermoplastformmassen, vorzugsweise aus einem Kohlefaserverbundwerkstoff hergestellt sind. In 3 sind kolbenstangenseitig Mittel (20) dargestellt, die partiell entlang des Umfanges am freien Ende des Verschlusselementes (10) verlaufen. Die Schlaufe (15) ist derart beispielsweise kraft- und/oder formschlüssig umwickelt, dass der Bereich des Dämpferstangenquerschnitts (16) nicht bedeckt ist. Um sicherzustellen, dass die Schlaufe (15) sich beispielsweise während des Wickelprozesses nicht an die Kolbenstange (9) anlegt, ist neben den Mitteln (20) auch eine Hülse (17) vorzugsweise einstückig derart angeformt, das die Hülse (17) eine Mindesthöhe aufweist, die die Höhe der Anzahl der Wicklungen übersteigt. In 4 sind dämpferbodenseitig Mittel (21) dargestellt, die partiell entlang des Umfanges am freien Ende des Verbindungselementes (11) verlaufen. Alternativ kann an dem freien Ende des Verbindungselementes (11) das Mittel (21) auch komplett über den Umfang (< 180°) verlaufen. Die Mittel (20, 21) sind im Bereich der Aufnahme der Schlaufe (18, 19) vorzugsweise mulden- oder wannenförmig ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise im Wickelprozess sichergestellt, dass pro Wicklung die Schlaufe in der vorgesehenen Position verbleibt und nicht abrutschen kann bzw. die vorkonfektionierte konsolidierte, vorzugsweise klemm- und/oder spannbare, beispielsweise zweiteilige, Schlaufe nach ihrer Montage lagefixiert ist.The 3 and 4 show in detail the means ( 20 . 21 ), which form, force and / or materially receiving a loop ( 15 ) at the free ends of the load introduction elements ( 10 . 11 ) enable. Preferably, the load introduction elements ( 10 . 11 ) in one piece with the means ( 20 . 21 ), which are produced in particular in the injection molding, die casting process, in the 3D printing process or fiber-reinforced Duro or thermoplastic molding compounds, preferably made of a carbon fiber composite material. In 3 are piston rod side means ( 20 ), which partially along the circumference at the free end of the closure element ( 10 ). The loop ( 15 ) is wrapped, for example, non-positively and / or positively, that the range of damper rod cross-section ( 16 ) is not covered. To make sure the loop ( 15 ), for example, during the winding process not to the piston rod ( 9 ) is next to the funds ( 20 ) also a sleeve ( 17 ) preferably integrally formed in such a way that the sleeve ( 17 ) has a minimum height exceeding the height of the number of windings. In 4 are damper bottom side means ( 21 ), which partially along the circumference at the free end of the connecting element ( 11 ). Alternatively, at the free end of the connecting element ( 11 ) the middle ( 21 ) also completely over the circumference (<180 °). The means ( 20 . 21 ) are in the area of the loop ( 18 . 19 ) preferably trough-shaped or trough-shaped. This ensures, for example, in the winding process that per loop the loop remains in the intended position and can not slip or the pre-assembled consolidated, preferably clamped and / or tensioned, for example, two-piece loop is fixed in position after its assembly.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt 5 in einem Längsschnitt lediglich das Dämpferrohr (6') als Komponente eines erfindungsgemäßen Dämpfers. Das in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Dämpferrohr (6') wurde im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Dämpferrohr (6) in einem kontinuierlichen Pultrusionsprozess aus einem Endlosfaserverbundprofil mit Bereichen mit unterschiedlichen Materialdicken bei konstantem Innendurchmesser hergestellt und derart auf eine Länge abgelängt, dass das Dämpferrohr (6') an seinen Enden (22) eine gegenüber dem Mittenbereich (23) größere Materialdicke aufweist. An beiden Enden des Stoßdämpferrohres (6') wurden beispielsweise mittels „Helix Fräsen” auf einem Fertigungsautomaten ein Innengewinde (24) eingefräst, das auf das jeweilige Lasteinleitungselement mit einem Außengewinde (hier nicht dargestellt) zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung entsprechend angepasst ist. Neben einem erfindungsgemäß gefügten Dämpfer (6) kann auch ein erfindungsgemäß geschraubter Dämpfer eine reduzierten Masse und auch eine hohe Stabilität aufweisen und durch einen hohen Automatisierungsgrad zur Herstellung der einzelnen Komponenten kann somit auch ein kostengünstiges Verfahren zum Herstellen eines Dämpfers bereitgestellt werden.In a second embodiment shows 5 in a longitudinal section, only the damper tube ( 6 ' ) as a component of a damper according to the invention. The damper tube shown in this embodiment ( 6 ' ) was in contrast to the in 2 shown damper tube ( 6 ) in a continuous pultrusion process of an endless fiber composite profile with regions with different material thicknesses at a constant inner diameter and cut to a length such that the damper tube ( 6 ' ) at its ends ( 22 ) one opposite the middle area ( 23 ) has greater material thickness. At both ends of the shock absorber tube ( 6 ' ), for example, by means of "helix milling" on an automatic manufacturing machine an internal thread ( 24 ) milled, which is adapted to the respective load introduction element with an external thread (not shown here) for positive and / or non-positive connection accordingly. In addition to a damper according to the invention ( 6 ), a damper screwed according to the invention can also have a reduced mass and also a high stability, and a high degree of automation for producing the individual components can thus also be used to provide a cost-effective method for producing a damper.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: erster Schrittfirst step
22: zweiter Schrittsecond step
33: dritter SchrittThird step
44: vierter Schrittfourth step
55: Dämpferdamper
6, 6'6, 6 ': Dämpferrohrdamper tube
77: Innenschichtinner layer
88th: Dämpferkolbendamper piston
8'8th': Trennkolbenseparating piston
99: Kolbenstangepiston rod
1010: Verschlusselementclosure element
1111: Verbindungselementconnecting element
1212: Dichtelementsealing element
13, 1413, 14: Öffnungopening
1515: Schlaufeloop
1616: KolbenstangenquerschnittPiston rod cross-section
1717: Hülseshell
18, 1918, 19: Bereich der Aufnahme der SchlaufeArea of reception of the loop
20, 2120, 21: Mittelmedium
2222: Endbereich des DämpferrohresEnd of the damper tube
2323: Mittenbereich des DämpferohresCenter area of the damper ear
2424: Innengewindeinner thread

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102011109362 A1 [0002, 0008, 0021]

Claims

Damper ( 5 ), in particular for a vehicle, consisting of a damper tube ( 6 . 6 ' ) made of a fiber composite material, wherein the inside of the damper tube, a coating ( 7 ), the sliding guide at least one in the damper tube ( 6 . 6 ' ) guided damper piston ( 8th ) forms a, attached to the second damper tube end connecting element ( 11 ) and a closure element attached to the first damper tube end ( 10 ), which has an opening ( 13 ), through which the piston rod ( 9 ), characterized in that the connecting element ( 11 ) and the closure element ( 10 ) consist of a non-metallic or metallic material and at their free ends means ( 20 . 21 ) are provided which a positive, non-positive and / or cohesive receiving a loop ( 15 ) made of a fiber composite material and the loop ( 15 ) a portion of the damper tube ( 6 . 6 ' ) in the axial direction.

Damper according to claim 1, characterized in that the means ( 20 . 21 ) at least partially along the circumference of the connecting element ( 11 ) and the closure element ( 10 ) in the area of the loop ( 18 . 19 ) are trough-shaped or trough-shaped.

Damper according to one of claims 1 or 2, characterized in that the connecting element ( 11 ) and / or the closure element ( 10 ) with its resources ( 20 . 21 ) in one piece, in particular in the injection molding, die casting process, in the 3D printing process or fiber-reinforced Duro or thermoplastic molding compounds, preferably made of a carbon fiber composite material.

Damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the damper tube ( 6 . 6 ' ) is made of a fiber composite body with at least two fiber layers, each with different fiber orientation, preferably in the winding process, for example, wet, dry or preimpregnated rovings in thermoset or thermoplastic matrix.

Damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the damper tube ( 6 . 6 ' ) is formed from a pultrusion profile of a fiber composite material, in particular with an end region, preferably with both end regions ( 22 ), one opposite the central area ( 23 ) of the pultrusion profile can have greater material thickness.

Damper according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connecting element ( 11 ) and / or the closure element ( 10 ) with at least one sealing element ( 12 ) are provided.

Shock absorber according to one of claims 1 to 6, characterized in that the connecting element ( 11 ) and / or the closure element ( 10 ) material, positive and / or non-positive with the damper tube ( 6 . 6 ' ) are connected.

Method for producing a damper, comprising at least the following steps: a) providing a damper tube ( 6 . 6 ' ) made of a fiber composite material with an inside coating ( 7 ) for sliding guidance of at least one damper piston ( 8th ) b) Inserting a damper piston ( 8th ) and its tailed piston rod ( 9 ) c) insertion of a closure element ( 10 ) of a non-metallic material, preferably of a plastic or fiber composite material, or a metallic material in the pipe end from which the piston rod ( 9 ) protrudes and passing the piston rod ( 9 ) by a in the closure element ( 10 ) opening ( 13 ), d) or instead of b) and c) are a damper piston ( 8th ) with its tailed piston rod ( 9 ) with possibly corresponding spring, Justage- and sealing elements and a closure element ( 10 ) of a non-metallic, preferably of a plastic or fiber composite material, or a metallic material and inserted into the first pipe end e) insertion of a connecting element ( 11 ) of a non-metallic material, preferably of a plastic or fiber composite material, or a metallic material on the opposite tube end side f) providing a loop ( 15 ) made of a fiber composite material, which by the at the free ends of the closure ( 10 ) and connecting element ( 11 ) ( 20 . 21 ) is positively, positively and / or materially received, wherein the loop ( 15 ) along a portion of the damper tube ( 6 . 6 ' ) runs in the axial direction.

Method according to claim 8, characterized in that the loop ( 15 ) at the free ends of the closure ( 10 ) and connecting element ( 11 ) and then consolidated in a curing process.

A method according to claim 8, characterized in that a pre-assembled clamping and / or tensionable loop ( 15 ) is mounted.

Method according to claim 9 or 10, characterized in that the loop ( 15 ) is provided as a closed roving bundle, consolidated or unconsolidated.

Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that a fiber composite profile is produced continuously in the pultrusion process, preferably with a layer structure which is provided from load-oriented oriented Endlosfaserrovings and cut to a length corresponding to the damper ( 6 ) is used.

A method according to claim 12, characterized in that during the pultrusion process, an endless fiber composite profile is produced with regions having different material thicknesses preferably constant inside diameter, which is cut to an appropriate length such that the cut fiber composite profile, the damper tube ( 6 ' ) is used, at its ends may have a greater material thickness compared to the center region.

Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that the connecting element ( 11 ) and / or the closure element ( 10 ) with at least one sealing element ( 12 ) are used.

Method according to one of claims 8 to 14, characterized in that the connecting element ( 11 ) and / or the closure element ( 10 ) cohesively, preferably by gluing, or positive and / or non-positive, preferably by screwing with the damper tube ( 6 . 6 ' ) get connected.