DE102014210703B4

DE102014210703B4 - Kolben-Zylindereinheit

Info

Publication number: DE102014210703B4
Application number: DE102014210703.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Nazarenus; Jochen Filbry
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2034-06-06
Also published as: DE102014210703A1; WO2015185273A1

Abstract

Kolben-Zylindereinheit mit einem Zylinder (1), in dessen Innenraum ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, der einseitig eine Kolbenstange (2) aufweist, die abgedichtet koaxial aus dem Zylinder (1) herausgeführt ist, mit einer topfartigen Schutzkappe (5), die mit ihrem Boden (6) im Bereich des aus dem Zylinder (1) herausragenden freien Endes der Kolbenstange (2) an der Kolbenstange (2) befestigt ist und ein eine geringere Länge als der Zylinder (1) aufweisendes zylindrisches Kappenteil (7) aufweist, das einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Zylinders (1) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der äußeren Mantelfläche (13) des Zylinders (1) und der Schutzkappe (5) eine lösbare Einmalverbindung vorhanden ist, durch die der Zylinder (1) bei erstmalig für eine Oberflächenbehandlung des Zylinders (1) vollständig zum Schutz in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) mit dem Boden (6) und/oder dem zylindrischen Kappenteil (7) der Schutzkappe (5) verbunden und bei anschließendem erstmaligen Ausfahren der Kolbenstange (2) dauerhaft und nicht wiederherstellbar gelöst wird, wobei die lösbare Einmalverbindung eine Klebeverbindung ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylindereinheit mit einem Zylinder, in dessen Innenraum ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, der einseitig eine Kolbenstange aufweist, die abgedichtet koaxial aus dem Zylinder herausgeführt ist, mit einer topfartigen Schutzkappe, die mit ihrem Boden im Bereich des aus dem Zylinder herausragenden freien Endes der Kolbenstange an der Kolbenstange befestigt ist und ein eine geringere Länge als der Zylinder aufweisendes zylindrisches Kappenteil aufweist, das einen größeren Innendurchmesser als dem Außendurchmesser des Zylinders besitzt.
Bekannt sind Kolben-Zylindereinheiten aus JP 2006 - 348 986 A , US 4 372 429 A , DE 10 2013 101 558 A1 , DE 10 2004 060 304 A1 oder DE 42 09 985 A1 .
Derartige Kolben-Zylindereinheiten werden oft als Stoßdämpfer verwandt.
Dabei benötigen die Zylinder zu ihrem Schutz gegen Umwelteinflüsse eine Oberflächenbehandlung wie z.B. eine Lackierung. Der Bereich der aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange und der Dichtung, durch die die Kolbenstange aus dem Zylinder herausgeführt ist, muss bei der Oberflächenbehandlung geschützt werden, um die Funktion der Kolben-Zylindereinheit nicht zu beeinträchtigen. Dazu ist es bekannt diesen Bereich durch das zylindrische Kappenteil bei eingefahrener Kolbenstange abzudecken. Dabei muss während des Prozesses der Oberflächenbehandlung der Kolben-Zylindereinheit die Kolbenstange in ihrer eingefahrenen Position gehalten werden. Dazu ist es bekannt, dass innerhalb des Zylinders zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder beim ersten Einfahren der Kolbenstange eine Verbindung hergestellt wird, die nach dem ersten Ausfahren der Kolbenstange dauerhaft gelöst wird. Dadurch kann nach dem erstmaligen Einfahren der Kolbenstange die Oberflächenbehandlung ohne Beeinträchtigung des Bereichs der aus dem Zylinder herausragenden Kolbenstange und der Dichtung erfolgen. Danach wird die Kolbenstange erstmalig ausgefahren und dabei die Verbindung dauerhaft gelöst. Durch die Anordnung der Verbindung innerhalb des Zylinders kann es durch das Lösen der Verbindung dazu kommen, dass Teile der Verbindung sich von dem Zylinder und/oder der Kolbenstange lösen können und zu Beschädigungen bis zur Funktionsunfähigkeit der Kolben-Zylindereinheit führen. Darüber hinaus führt die Anordnung der Verbindung innerhalb des Zylinders zu einer Vergrößerung der Baulänge der Kolben-Zylindereinheit und damit zu einer Vergrößerung des erforderlichen Bauraums, was insbesondere bei der Anwendung in einem Fahrzeug von Nachteil ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Kolben-Zylindereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, wenige Bauteile sowie einen verringerten Bauraum erfordert und ein hohes Maß an Funktionssicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen der äußeren Mantelfläche des Zylinders und der Schutzkappe eine lösbare Einmalverbindung vorhanden ist, durch die der Zylinder bei erstmalig vollständig in den Zylinder eingefahrener Kolbenstange mit dem Boden und/oder dem zylindrischen Kappenteil der Schutzkappe verbindbar und bei anschließendem erstmaligen Ausfahren der Kolbenstange dauerhaft lösbar ist.
Diese Ausbildung weist keine die Baulänge der Kolben-Zylindereinheit vergrößernden Bauteile innerhalb des Zylinders auf, so dass auch nur ein geringer Bauraum zum Einbau der Kolben-Zylindereinheit benötigt wird.
Sollten sich beim Lösen der Einmalverbindung Teile von dieser Einmalverbindung ablösen, so fallen sie ins Freie und können nicht zu einer Beeinträchtigung der Funktion der Kolben-Zylindereinheit führen.
In einfacher Ausbildung kann die lösbare Einmalverbindung eine Klebeverbindung sein.
Weist die Klebeverbindung einen auf die Innenwand der Schutzkappe aufgebrachten Kleber auf, mit dem der Zylinder bei erstmalig vollständig in den Zylinder eingefahrener Kolbenstange in Kontakt gelangt ist, so sind keine weiteren Bauteile für die Einmalverbindung erforderlich, was zu einer geringen Baugröße und einem einfachen und kostengünstigen Aufbau führt.
Der Kleber kann dabei auf dem Boden der Schutzkappe und/oder auf die kolbenstangenseitige Stirnwand des Zylinders aufgebracht und so nach Lösen der Einmalverbindung nicht sichtbar sein und den optischen Eindruck nicht negativ beeinflussen.
Es ist aber auch möglich, dass die Einmalverbindung einen bei vollständig in den Zylinder eingefahrener Kolbenstange zwischen dem Mündungsbereich der Schutzkappe und der äußeren Mantelfläche des Zylinders angeordneten Kleber aufweist.
Auch diese Einmalverbindung ist ohne zusätzliche Bauteile auf einfache Weise herstellbar.
Der Kleber ist vorzugweise ein aushärtbarer Kleber insbesondere ein schnell aushärtbarer Zweikomponenten-Kleber, der den Herstellungsablauf nur unwesentlich verzögert.
Eine andere ebenfalls leicht erzeugbare und keine wesentlichen zusätzlichen Bauteile benötigende Klebeverbindung besteht darin, dass die Klebeverbindung eine Klebebandverbindung ist.
Dabei kann die Klebebandverbindung ein radial mit seiner einen Seite umlaufend auf dem Zylinder oder auf der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Kappenteils der Schutzkappe aufgebrachtes und auf seiner anderen Seite einen Klebstoff aufweisendes Klebeband aufweisen, das bei eingefahrener Kolbenstange mit der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Kappenteils der Schutzkappe oder dem Zylinder in Kontakt kommt und die Klebeverbindung herstellt. Diese Ausführungsvariante ist beispielsweise für den Transport des bereits fertiggestellten Stoßdämpfers besonders vorteilhaft, da der Stoßdämpfer in einem zusammengefahrenen Zustand besonders wenig Platz in einem Transportbehälter einnimmt. Die Verbindung kann dann am Zielort gelöst und der Stoßdämpfer gemäß Anforderung verwendet werden.
Einfach montierbar ist es dabei, wenn das Klebeband ein doppelseitig klebendes Klebeband ist.
Die Klebebandverbindung kann auch ein teils auf den radial äußeren Mündungsbereich der Schutzkappe und teils auf die äußere Mantelfläche des zylindrischen Kappenteils des Zylinders aufgebrachtes Klebeband aufweisen, das nach eingefahrener Kolbenstange aufgebracht wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine Teilschnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Kolben-Zylindereinheit
2 eine Teilschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Kolben-Zylindereinheit
3 eine Teilschnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Kolben-Zylindereinheit
4 eine Teilschnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Kolben-Zylindereinheit

Die dargestellten Kolben-Zylindereinheiten sind Stoßdämpfer und weisen einen Zylinder 1 auf, in dem ein Kolben axial verschiebbar geführt ist. Einseitig ist an dem Kolben eine Kolbenstange 2 befestigt, die im oberen Bereich des Zylinders 1 von einer Stirnwand 9 verschlossen ist und durch eine zentrische Öffnung in der Stirnwand 9 hindurch sowie durch eine Dichtung abgedichtet aus dem Zylinder nach außen geführt ist. An ihrem äußeren freien Ende besitzt die Kolbenstange 2 ein erstes Lagerauge 3. An dem der Kolbenstange 2 entgegengesetzten Ende des Zylinders 1 ist ein zweites Lagerauge 4 angeordnet.
Koaxial zum Zylinder 1 ist an dem das erste Lagerauge 3 tragenden Ende der Kolbenstange 2 eine topfartige Schutzkappe 5 aus einem Kunststoff mit ihrem Boden 6 befestigt, die ein von dem Boden 6 ausgehendes, zum Zylinder 1 gerichtetes zylindrisches Kappenteil 7 besitzt. Das zylindrische Kappenteil 7 weist einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Zylinders 1 sowie eine geringere Länge als der Zylinder 1 auf.
Der Übersichtlichkeit halber ist in den 1 bis 3 die aus dem Zylinder 1 herausragende Kolbenstange 2 nicht dargestellt.
Der Boden 6 der Schutzkappe 5 ist an seinem äußeren radial umlaufenden Rand 8 umgebördelt, nimmt mit der Umbördelung 12 das eine Ende des Kappenteils 7 auf und ist mit diesem fest verbunden.
In 1 ist auf der Stirnwand 9 im radial äußeren Bereich umlaufend ein Kleber 10 aufgetragen. Wird die Kolbenstange 2 erstmalig eingefahren, kommt die Stirnwand 9 des Zylinders 1 und mit ihr der Kleber 10 in Kontakt mit der Innenseite des Bodens 6 der Schutzkappe 5, so dass eine Klebeverbindung zwischen der Schutzkappe 5 und dem Zylinder 1 hergestellt wird, die die Kolbenstange 2 in ihrer eingefahrenen Position hält.
In gleicher Weise ist in 4 eine Klebeverbindung hergestellt, wobei hier der Kleber 10 die Kolbenstange mit geringem Abstand ringartig umschließend auf der Stirnwand 9 aufgetragen ist.
In 2 ist ein Kleber 10 vollständig auf der Innenseite des Bodens 6 aufgetragen. Wird die Kolbenstange 2 erstmalig eingefahren, kommt die Stirnwand 9 des Zylinders 1 mit der Innenseite des Bodens 6 der Schutzkappe 5 und mit ihm mit dem Kleber 10 in Kontakt, so dass eine Klebeverbindung zwischen der Schutzkappe 5 und dem Zylinder 1 hergestellt wird, die die Kolbenstange 2 in ihrer eingefahrenen Position hält.
In 3 ist an dem kolbenstangenseitigen Endbereich des Zylinders 1 ein doppelseitig klebendes Klebeband 11 radial umlaufend auf die Außenwand des Zylinders 1 aufgeklebt. Wird die Kolbenstange 2 erstmalig eingefahren, kommt das Klebeband 11 mit der Innenseite der Umbördelung 12 des Bodens 6 der Schutzkappe 5 in Kontakt, so dass eine Klebeverbindung zwischen der Schutzkappe 5 und dem Zylinder 1 hergestellt wird, die die Kolbenstange 2 in ihrer eingefahrenen Position hält.
Bei alle vorstehend erläuterten 1 bis 3 ist die Verbindung zwischen dem Boden (6) und dem Zylinder (1) realisiert, sodass das zylindrische Kappenteil (7) erst nach der Lösung der Verbindung, beispielsweise nach dem erfolgten Lackiervorgang an dem Boden (6) befestigt werden könnte.
In der 4 zwei möglichen Ausführungsvarianten der Klebeverbindung dargestellt. Die in der rechten Hälfte der 4 dargestellte Ausführungsvariante sieht vor, dass ein Klebeband 11 auf der radial äußeren Oberfläche des Bodens 6, sowie auf der äußeren Mantelfläche des kolbenstangenseitigen Endes des Zylinders 1 angebracht ist, wodurch eine Verbindung zwischen dem Boden 6 und dem Zylinder 1 hergestellt ist. Eine zweite, links abgebildete Klebeverbindung in 4 besteht darin, dass das Klebeband 11 beim Zusammenfügen von Boden 6 und Kappenteil 7 zwischen der Umbördelung 12 des Bodens und dem Kappenteil 7 so eingeklemmt wird, dass ein Teil des Klebebands 11 in das Innere des Kappenteils 7 ragt. Wird die Kolbenstange 2 eingefahren, kommt die radial umlaufende Mantelfläche 13 des kolbenstangenseitigen Endes des Zylinders 1 mit dem Klebeband 11 in Kontakt, so dass eine Klebeverbindung zwischen der Schutzkappe 5 und dem Zylinder 1 hergestellt wird, die die Kolbenstange 2 in ihrer eingefahrenen Position hält.
Wird bei allen Ausführungsbeispielen nach einer Oberflächenbehandlung des nicht von der Schutzkappe 5 abgedeckten Bereichs des Zylinders 1 die Klebeverbindung zwischen der Schutzkappe 5 und dem Zylinder 1 durch Krafteinwirkung auf die Kolbenstange 2 dauerhaft gelöst, so kann diese bei einem weiteren Einfahren der Kolbenstange 2 nicht wieder hergestellt werden.
Teile der Klebeverbindung, die sich lösen, fallen durch die Schutzkappe 5 nach außen und können die Funktion der Kolben-Zylindereinheit nicht negativ beeinflussen.
In den Ausführungsbeispielen sind der Kleber 10 und das Klebeband 11 geschlossen radial umlaufend aufgebracht. Es versteht sich, dass ein Aufbringen von unabhängig voneinander aufgebrachten Klebestellen genauso möglich ist und unter den Schutzbereich fallen.
Bezugszeichenliste

1: Zylinder
2: Kolbenstange
3: erstes Lagerauge
4: zweites Lagerauge
5: Schutzkappe
6: Boden
7: Kappenteil
8: Rand
9: Stirnwand
10: Kleber
11: Klebeband
12: Umbördelung
13: Mantelfläche

Claims

Kolben-Zylindereinheit mit einem Zylinder (1), in dessen Innenraum ein Kolben verschiebbar angeordnet ist, der einseitig eine Kolbenstange (2) aufweist, die abgedichtet koaxial aus dem Zylinder (1) herausgeführt ist, mit einer topfartigen Schutzkappe (5), die mit ihrem Boden (6) im Bereich des aus dem Zylinder (1) herausragenden freien Endes der Kolbenstange (2) an der Kolbenstange (2) befestigt ist und ein eine geringere Länge als der Zylinder (1) aufweisendes zylindrisches Kappenteil (7) aufweist, das einen größeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Zylinders (1) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der äußeren Mantelfläche (13) des Zylinders (1) und der Schutzkappe (5) eine lösbare Einmalverbindung vorhanden ist, durch die der Zylinder (1) bei erstmalig für eine Oberflächenbehandlung des Zylinders (1) vollständig zum Schutz in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) mit dem Boden (6) und/oder dem zylindrischen Kappenteil (7) der Schutzkappe (5) verbunden und bei anschließendem erstmaligen Ausfahren der Kolbenstange (2) dauerhaft und nicht wiederherstellbar gelöst wird, wobei die lösbare Einmalverbindung eine Klebeverbindung ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindung einen auf die Innenwand der Schutzkappe (5) aufgebrachten Kleber (10) aufweist, mit dem der Zylinder (1) bei erstmalig vollständig in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) in Kontakt gelangt ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (10) auf den Boden (6) der Schutzkappe (5) und/oder auf die kolbenstangenseitige Stirnwand (9) des Zylinders (1) aufgebracht ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmalverbindung einen bei vollständig in den Zylinder (1) eingefahrener Kolbenstange (2) zwischen dem Mündungsbereich der Schutzkappe (5) und der äußeren Mantelfläche (13) des Zylinders (1) angeordneten Kleber (10) aufweist.
Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (10) ein aushärtbarer Kleber ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (10) ein Zweikomponenten-Kleber ist.
Kolben-Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeverbindung eine Klebebandverbindung ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebebandverbindung ein radial mit seiner einen Seite umlaufend auf dem Zylinder (1) oder auf der zylindrischen Innenwand des zylindrischen Kappenteils (7) der Schutzkappe (5) aufgebrachtes und auf seiner anderen Seite einen Klebstoff aufweisendes Klebeband (11) aufweist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband (11) ein doppelseitig klebendes Klebeband (11) ist.
Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebebandverbindung ein teils auf den radial äußeren Mündungsbereich der Schutzkappe (5) und teils auf die äußere Mantelfläche (13) des zylindrischen Kappenteils (7) des Zylinders (1) aufgebrachtes Klebeband (11) aufweist.
Kolben-Zylindereinheit nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Boden (6) und dem Zylinder (1) realisiert ist und dass das zylindrische Kappenteil (7) nach der Lösung der Verbindung an dem Boden (6) befestigt ist