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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Federbein eines Fahrzeugs mit einem Dämpferrohr, das an seinem unteren Ende mittels eines Aufnahmeelementes an einer Achse des Fahrzeugs anordbar ist, und mit einem Kolben, der im Dämpferrohr in Längsrichtung geführt aufgenommen ist und mit einer an den Kolben angebundenen Kolbenstange, die über eine obere Aufnahmeanordnung an einem Fahrzeugaufbau anbindbar ist, und wobei eine Verstärkungshülse vorgesehen ist, die das untere Ende des Dämpferrohres umschließt und wobei auf der Außenseite der Verstärkungshülse das Aufnahmeelement aufgenommen ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Federbein mit einem solchen Schwingungsdämpfer.
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STAND DER TECHNIK
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Aus der
DE 11 2011 104 729 T5 ist ein Federbein mit einem Schwingungsdämpfer bekannt, und der Schwingungsdämpfer ist am unteren Ende des Dämpferrohres über ein Aufnahmeelement mit der Achse eines Fahrzeugs verbunden. Die Verbindung zur Achse erfolgt über einen Achsschenkel und das Aufnahmeelement wird auf dem unteren Ende des Dämpferrohres aufgeklemmt. Damit werden sämtliche Betriebskräfte des Federbeins über das Aufnahmeelement abgeleitet, sodass erhebliche Belastungen auf das untere Ende des Dämpferrohres einwirken. Um Deformationen und damit Beschädigungen des Dämpferrohres zu vermeiden, ist innenseitig im Dämpferrohr eine Verstärkungshülse eingebracht, die die Steifigkeit des unteren Endes des Dämpferrohres vergrößert. Damit können die Klemmkräfte des Aufnahmeelementes und die auftretenden Biegekräfte und Querkräfte durch den Betrieb des Schwingungsdämpfers besser aufgenommen werden. Insbesondere dann, wenn ein Kolben oder beispielsweise ein Trennkolben im unteren Ende des Dämpferrohres innenseitig geführt ist, ist eine erhöhte Maßgenauigkeit des Dämpferrohres erforderlich. Das gezeigte Ausführungsbeispiel betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Ausgleichsrohr, sodass die innenseitige Anordnung der Verstärkungshülse möglich ist.
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1 zeigt einen Stand der Technik mit einem Federbein 100, aufweisend einen Schwingungsdämpfer 1 für ein Fahrzeug, und der Schwingungsdämpfer 1 weist ein Dämpferrohr 10 auf, das an seinem unteren Ende 10’ mittels eines Aufnahmeelementes 11 versehen ist, um den Schwingungsdämpfer 1 an der Achse eines Fahrzeugs anzuordnen. Im Dämpferrohr 10 ist ein Kolben 12 entlang einer Längsrichtung 13 geführt aufgenommen, und mit dem Kolben 12 ist eine Kolbenstange 14 verbunden, die über eine obere Aufnahmeanordnung 15 an einem Fahrzeugaufbau anbindbar ist.
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2 zeigt in einer geschnittenen Ansicht das untere Ende 10’ des Dämpferrohres 10 mit dem außenseitig angeordneten Aufnahmeelement 11, wobei außenseitig am Dämpferrohr 10 eine Verstärkungshülse 16 angeordnet ist, und außenseitig auf der Verstärkungshülse 16 ist das Aufnahmeelement 11 klemmend aufgenommen. Mit dieser Verstärkung wird ebenfalls eine verbesserte Krafteinleitung in das Dämpferrohr 10 und eine Aussteifung des Aufnahmebereiches erreicht. Das untere Ende 10’ des Dämpferrohres 10 weist eine Bodenseite 18 auf, die geschlossen ausgeführt ist, um einen hermetisch dichten Fluidraum innerhalb des Dämpferrohres 10 zu schaffen. Daraus resultiert eine im Wesentlichen aufwendige Herstellung des Dämpferrohres 10, da häufig die Bodenseite 18 durch das Anschweißen eines Bodenelementes geschlossen werden muss.
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Weiterhin ergibt sich der Nachteil, dass die Verstärkungshülse 16 in geeigneter Weise auf dem Dämpferrohr 10 angeordnet und befestigt werden muss, sodass Kräfte aufgenommen werden können, die in Längsrichtung 13 wirken. Hierfür sind häufig Formschlussgeometrien oder Schweißverbindungen erforderlich, die abhängig von der Anwendung auch aufwendig aufgeführt werden müssen, um das Dämpferrohr 10 möglichst nicht zu beschädigen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Schwingungsdämpfers mit einer verbesserten Anordnung eines Aufnahmeelementes zur Anbindung des Schwingungsdämpfers an die Achse eines Fahrzeugs. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Verstärkungshülse mit einem erweiterten Funktionsumfang zu schaffen. Weiterhin soll die gesamte konstruktive Ausgestaltung des unteren Endes des Dämpferrohres und damit des Federbeins vereinfacht werden.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einem Federbein gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die Lehre ein, dass die Verstärkungshülse einen geschlossenen Boden aufweist und wobei eine Bodenseite des Dämpferrohres offen ausgebildet ist, sodass der Boden der Verstärkungshülse das Dämpferrohr bodenseitig verschließt.
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Durch die erfindungsgemäße Weiterbildung der Verstärkungshülse ergibt sich der Vorteil, dass das Dämpferrohr im Bereich des unteren Endes vereinfacht ausgeführt werden kann. Das Dämpferrohr muss nicht mehr mit einem Bodenbereich ausgeführt werden, sodass das Dämpferrohr ein offenes Ende aufweisen kann, das nur noch in die Verstärkungshülse eingeschoben ist. Durch die Weiterbildung der Verstärkungshülse mit einem geschlossenen Boden bildet der Boden der Verstärkungshülse den Verschluss des Druckraumes am unteren Ende des Dämpferrohres, beispielsweise gebildet durch einen Druckmittelraum und insbesondere durch einen Gas-Ausgleichsraum. Zudem ergibt sich der Vorteil, dass der Gas-Ausgleichsraum vergrößert wird.
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Durch den Entfall einer geschlossenen Bodenseite des Dämpferrohres kann dieses deutlich vereinfacht hergestellt werden, da aufwendige Schweißverfahren, Umformverfahren oder dergleichen zur Bildung eines Bodenelementes zum Verschluss des Dämpferrohres entfallen. Hingegen kann die Verstärkungshülse auf einfache Weise im Umformverfahren hergestellt werden, da das Abstreckverhältnis der Verstärkungshülse beispielsweise ein einfaches Tiefziehen zulässt. Insgesamt ergibt sich folglich eine deutliche Vereinfachung der konstruktiven Ausgestaltung des unteren Endes des Dämpferrohres.
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Beispielsweise ist die Verstärkungshülse an das Dämpferrohr angeschweißt. Die Schweißnaht kann am oberen umlaufenden Rand der Verstärkungshülse ausgeführt werden, wobei die Schweißverbindung mit einer vollumfänglich ausgebildeten Naht zusätzlich eine druckdichte Verbindung zwischen dem unteren Ende des Dämpferrohres und der Verstärkungshülse bildet. Die Schweißverbindung kann beispielsweise mit einem konventionellen Schweißverfahren oder mit einer Laserschweißanwendung hergestellt werden.
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Mit weiterem Vorteil weist die Verstärkungshülse wenigstens einen Anschlagvorsprung auf, an dem das Aufnahmeelement formschließend anordbar ist. Insbesondere ist der Anschlagvorsprung so ausgeführt, dass ein Formschluss mit dem Aufnahmeelement in Längsrichtung des Schwingungsdämpfers erzeugt wird. Beispielsweise ist der Anschlagvorsprung als Nase, als umlaufender Kragen oder dergleichen ausgebildet, sodass diese beziehungsweise dieser formschließend eingreifen kann in eine entsprechende Gegenkontur am Aufnahmeelement.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Schwingungsdämpfers weist die Innenseite des Bodens der Verstärkungshülse eine umlaufende Formschlusskontur auf, gegen die das Dämpferrohr mit einem unteren Rand in Längsrichtung formschließend abgestützt ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass im Betrieb des Schwingungsdämpfers auftretende Längskräfte in Längsrichtung abgestützt werden können über das untere, offene Ende des Dämpferrohres, sodass die auftretenden Kräfte in die Formschlusskontur des Bodens eingeleitet werden. Dadurch kann eine sonstige Formschlusskontur zwischen dem Dämpferrohr und der Verstärkungshülse entfallen, insbesondere dann, wenn die Verstärkungshülse nicht mit einem stoffschlüssigen Fügeverfahren an das Dämpferrohr angeordnet werden soll.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers weist die Innenseite des Bodens eine Aufnahmekontur auf, in der ein Bodenventil des Schwingungsdämpfers aufgenommen ist. Damit ergibt sich der Vorteil, dass das Bodenventil an der Innenseite des Bodens und damit an der Verstärkungshülse befestigt werden kann, sodass eine sonstige haltende Anordnung des Bodenventils im Bereich des unteren Endes des Dämpferrohres entfallen kann.
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Mit weiterem Vorteil ist zwischen der Außenseite des Dämpferrohres und der Innenseite der Verstärkungshülse wenigstens ein Dichtelement angeordnet. Damit wird eine druckdichte Verbindung zwischen dem Dämpferrohr und der Verstärkungshülse geschaffen, und das Dichtelement kann beispielsweise als O-Ringdichtung ausgebildet sein. Zur Aufnahme des Dichtelementes weist die Verstärkungshülse beispielsweise eine innenseitige, umlaufende Nut auf, in die das Dichtelement eingesetzt werden kann.
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Mit weiterem Vorteil ist es denkbar, dass im Bereich des oberen umlaufenden Randes der Verstärkungshülse ein die Außenseite des Dämpferrohres umschließendes Dichtelement in der Verstärkungshülse aufgenommen ist, wobei der umlaufende Rand einen plastisch verformten Umformabschnitt aufweist, der das Dichtelement umgreift. Dadurch entsteht der Vorteil, dass das Eindringen von Feuchtigkeit und Verunreinigungen in den Spalt zwischen dem Dämpferrohr und der Verstärkungshülse verhindert wird, sodass Spaltkorrosion vermieden wird. Insbesondere entsteht der Vorteil, dass der Einsatz von Schweißverfahren oder sonstigen stoffschlüssigen Verfahren entfallen kann, sodass das Dämpferrohr nicht thermisch beeinflusst wird. Um das Dichtelement wirkungsvoll im Bereich des umlaufenden Randes der Verstärkungshülse aufzunehmen, wird vorgeschlagen, den umlaufenden Rand plastisch zu verformen, und das Dichtelement wird vor dem Umformen in eine Nut im Umformabschnitt eingesetzt, die innenseitig im umlaufenden Rand ausgebildet ist und die zur Endseite der Verstärkungshülse hin offen ist. Durch die Umformung des Umformabschnittes wird erreicht, dass das Dichtelement zwischen der Innenseite der Verstärkungshülse und der Außenseite des Dämpferrohres im Wesentlichen vollständig eingefasst wird.
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Die Erfindung richtet sich weiterhin auf ein Federbein für ein Fahrzeug mit einem Schwingungsdämpfer, aufweisend ein Dämpferrohr, das an seinem unteren Ende ein Aufnahmeelement zur Anordnung an einer Achse des Fahrzeugs aufweist, und mit einem Kolben, der im Dämpferrohr in Längsrichtung geführt aufgenommen ist und mit einer an den Kolben angebundenen Kolbenstange, die über eine obere Aufnahmeanordnung an einem Fahrzeugaufbau anbindbar ist, und wobei eine Verstärkungshülse vorgesehen ist, die das untere Ende des Dämpferrohres umschließt und wobei auf der Außenseite der Verstärkungshülse das Aufnahmeelement aufgenommen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Verstärkungshülse einen geschlossenen Boden aufweist und wobei eine Bodenseite des Dämpferrohres offen ausgebildet ist, sodass der Boden der Verstärkungshülse das Dämpferrohr bodenseitig verschließt. Die weiteren Merkmale und zugeordneten Vorteile, die in Zusammenhang mit dem Schwingungsdämpfer offenbart sind, finden für das erfindungsgemäße Federbein mit einem solchen Schwingungsdämpfer ebenfalls Berücksichtigung.
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MÖGLICHES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 ein Federbein mit einem Schwingungsdämpfer gemäß dem Stand der Technik,
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2 eine Detailansicht des unteren Endes des Dämpferrohres gemäß dem Stand der Technik,
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3 eine Detailansicht des unteren Endes des Dämpferrohres mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Verstärkungshülse,
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4 ein Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse mit einem Anschlagvorsprung,
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5 ein Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse mit einer Formschlusskontur,
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse mit einer Aufnahmekontur,
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung der Verstärkungshülse am unteren Ende des Dämpferrohres mit einem Dichtelement und
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8 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel zur Anordnung eines Dichtelementes zwischen dem Dämpferrohr und der Verstärkungshülse.
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1 zeigt in einer Gesamtansicht ein Federbein 100 gemäß dem Stand der Technik zur Anordnung zwischen einem Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs und eine Achse des Fahrzeugs. Das Federbein 100 erstreckt sich entlang einer Längsrichtung 13. Die Anbindung an die Achse des Fahrzeugs erfolgt über ein Aufnahmeelement 11 am unteren Ende des Federbeins 100, und die Anbindung an den Fahrzeugaufbau, insbesondere an einen Federdom, erfolgt über eine Aufnahmeanordnung 15, die sich an eine Kolbenstange 14 an der oberen Seite des Schwingungsdämpfers anschließt. Der Schwingungsdämpfer 1 weist ein Dämpferrohr 10 auf, und innenseitig ist an der Kolbenstange 14 ein Kolben 12 befestigt, der im Dämpferrohr 10 geführt ist. Eine Tragfeder 28 ist unterseitig am Dämpferrohr 10 abgestützt und erstreckt sich oberseitig bis unter die Aufnahmeordnung 15.
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Das untere Ende 10’ des Dämpferrohres 10 dient zur Anbindung an die Achse des Fahrzeugs über das gezeigte Aufnahmeelement 11, sodass das Federbein 100 der sogenannten McPherson-Bauweise entspricht.
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2 zeigt das untere Ende 10’ des Dämpferrohres 10 gemäß dem Stand der Technik mit einem außenseitig auf dem Dämpferrohr 10 angeordneten Aufnahmeelement 11. Zur Verstärkung des unteren Endes 10’ sitzt auf dem Dämpferrohr 10 eine Verstärkungshülse 16 auf, auf der wiederum außenseitig das Aufnahmeelement 11 aufsitzt, das beispielsweise als Klemmelement ausgeführt ist. Sowohl die Klemmkräfte als auch die Betriebskräfte des Federbeins 100, die über das Aufnahmeelement 11 an die Achse abgeleitet werden, werden durch die aussteifende Wirkung der Verstärkungshülse 16 besser in das Dämpferrohr 10 eingeleitet. Das untere Ende 10’ des Dämpferrohres 10 ist mit einer Bodenseite 18 geschlossen ausgebildet, um innenseitig im Dämpferrohr 10 einen geschlossenen Druckraum zu bilden.
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3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß weitergebildeten Verstärkungshülse 16 in Anordnung am unteren Ende 10’ des Dämpferrohres 10. Die Verstärkungshülse 16 weist einen Boden 17 auf, der geschlossen ausgebildet ist, sodass die Bodenseite 18 des Dämpferrohres 10 geöffnet ausgeführt werden kann. Beispielsweise ist im unteren Ende 10’ des Dämpferrohres 10 ein Trennkolben 30 geführt aufgenommen, sodass im Bereich des Bodens 17 innenseitig in der Verstärkungshülse 16 ein Druckraum 31 gebildet wird, der beispielsweise als Gas-Ausgleichsraum dienen kann und hierfür geschlossen ausgeführt ist.
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Zur Befestigung der Verstärkungshülse 16 auf der Außenseite des Dämpferrohres 10 dient beispielhaft eine Schweißverbindung 29, wobei auch andere stoffschlüssige Fügeverfahren angewendet werden können. Überdies können auch formschlüssige Fügeverfahren Verwendung finden, beispielsweise durch ein Verstemmen, durch ein Verrollen oder dergleichen.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse 16 in Anordnung am unteren Ende 10’ des Dämpferrohres 10. Die Verstärkungshülse 16 weist auf der Außenseite einen Anschlagvorsprung 19 auf, mit dem das Aufnahmeelement 11 (nicht gezeigt), das außenseitig auf der Verstärkungshülse 16 aufgebracht wird, einen Formschluss bilden kann. Der Formschluss erfolgt dabei insbesondere in Längsrichtung 13 des Dämpfrohres 10 zur Abstützung von Betriebskräften des Federbeins.
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5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse 16 in Anordnung am Dämpferrohr 10, und innenseitig weist der Boden 17 der Verstärkungshülse 16 eine Formschlusskontur 20 auf. Auf der Formschlusskontur 20 sitzt das bodenseitige Ende 32 des Dämpferrohres 10 ein, und Längskräfte, die in Längsrichtung 13 zwischen der Verstärkungshülse 16 und dem Dämpferrohr 10 übertragen werden, können über die Formschlusskontur 20 und über das bodenseitige Ende 32 des Dämpferrohres 10 abgestützt werden. Zwischen der Verstärkungshülse 16 und dem Dämpferrohr 10 treten insbesondere Druckkräfte in Längsrichtung 13 auf, sodass mit der Formschlusskontur 20 weitere Maßnahmen zur Aufnahme von Längskräften in Längsrichtung 13 entfallen können.
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6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verstärkungshülse 16 in Anordnung am Dämpferrohr 10 mit einem Boden 17, der innenseitig eine Aufnahmekontur 22 aufweist. Die Aufnahmekontur 22 dient zur Aufnahme eines Bodenventils 23, wie schematisch dargestellt. Damit können weitere Maßnahmen zur ortsfesten Anordnung des Bodenventils 23 innerhalb des Dämpferrohres 10 entfallen.
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7 zeigt ein Dichtelement 24 zwischen der Verstärkungshülse 16 und dem Dämpferrohr 10 im Bereich des oberen, umlaufenden Randes 25 der Verstärkungshülse 16. Das Dichtelement 24 ist innenseitig in der Verstärkungshülse 16 in einer Nut 33 aufgenommen, die sich kurz unterhalb des oberen umlaufenden Randes 25 anschließt. Dadurch wird eine druckdichte Verbindung zwischen dem Dämpferrohr 10 und der Verstärkungshülse 16 geschaffen, insbesondere ohne Verwendung eines stoffschlüssigen Fügeverfahrens.
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In 8 ist eine Weiterbildung der Anordnung eines Dichtelementes 26 im Bereich des oberen umlaufenden Randes 25 der Verstärkungshülse 16 gezeigt, die in Anordnung am Dämpferrohr 10 gezeigt ist. Der obere umlaufende Rand 25 ist nach diesem Ausführungsbeispiel mit einem Umformabschnitt 27 versehen, und nach Einfügen des Dichtelementes 26 wird der Umformabschnitt 27 beispielsweise durch ein Rollierverfahren umgeformt. Die Umformung erfolgt derart, dass der äußere Rand des Umformabschnittes 27 bis zur Außenoberfläche auf das Dämpferrohr 10 gelangt, sodass das Eindringen von Verunreinigen, Feuchtigkeit und dergleichen unterbunden bleibt. Dadurch wird insbesondere Spaltkorrosion vermieden.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 10
- Dämpferrohr
- 10‘
- unteres Ende des Dämpferrohres
- 11
- Aufnahmeelement
- 12
- Kolben
- 13
- Längsrichtung
- 14
- Kolbenstange
- 15
- Aufnahmeanordnung
- 16
- Verstärkungshülse
- 17
- Boden
- 18
- Bodenseite
- 19
- Anschlagvorsprung
- 20
- Formschlusskontur
- 21
- unterer Rand
- 22
- Aufnahmekontur
- 23
- Bodenventil
- 24
- Dichtelement
- 25
- oberer umlaufender Rand
- 26
- Dichtelement
- 27
- Umformabschnitt
- 28
- Tragfeder
- 29
- Schweißverbindung
- 30
- Trennkolben
- 31
- Druckraum
- 32
- bodenseitiges Ende
- 33
- Nut
- 100
- Federbein
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112011104729 T5 [0002]
