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Die Erfindung betrifft einen Gasdruckspeicher für einen Kraftfahrzeug-Dämpfer, mit einem rohrförmigen Speicherkörper, der druckdicht mit einem zylindrischen Dämpferrohr verbunden ist und ein Verbindungselement zum Anschluss des Speicherkörpers an ein Kraftfahrzeugbauteil aufweist. Ferner betrifft die Erfindung einen Kraftfahrzeug-Dämpfer mit einem Gasdruckspeicher.
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Gasdruckspeicher der eingangs genannten Art werden bspw. bei so genannten Einrohrdämpfern verwendet, wo diese dazu dienen, um Volumenänderungen bei der Bewegung eines ölverdrängenden Arbeitskolbens des Einrohrdämpfers sowie Ausdehnungseffekten aufgrund von Wärmeentwicklungen des Dämpferöls auszugleichen. Der Gasdruckspeicher wird dabei üblicherweise durch einen rohrförmigen Speicherkörper gebildet, welcher einstückig mit dem zylindrischen Arbeitszylinder des Dämpfers ausgebildet ist, in dem auch das Dämpferöl angeordnet ist. Ein Trennkolben innerhalb des Arbeitszylinders dient dazu, den Innenraum in zwei Bereiche aufzuteilen, die flüssigkeitsdicht und gasdicht voneinander abgetrennt sind. Die abgetrennten Bereiche bilden einen Gasraum sowie eine Ölkammer. Der Trennkolben selbst ist dabei entlang der Längsachse des zylindrischen Dämpferrohrs verschiebbar, um die im Betrieb notwendigen Ausgleichsbewegungen durchführen zu können.
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Bekannte Kraftfahrzeug-Dämpfer der eingangs genannten Art, welche unter Verwendung eines zylindrischen Dämpferrohrs gebildet werden und an dessen Enden Befestigungen zur Verbindung des Gasdämpfers am Kraftfahrzeug angeordnet sind, weisen jedoch den Nachteil auf, dass diese aufgrund ihrer erforderlichen Länge und funktionsbedingt linearen Erstreckung einen erheblichen Bauraum am Kraftfahrzeug in Anspruch nehmen. Insbesondere nachteilig ist, dass in den Bereich zwischen den Anlenkpunkten des Kraftfahrzeug-Dämpfers am Kraftfahrzeug kein anderes Kraftfahrzeugbauteil hineinragen darf.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Gasdruckspeicher für einen Kraftfahrzeug-Dämpfer bzw. einen Kraftfahrzeug-Dämpfer bereitzustellen, welcher eine hohe Flexibilität beim Einbau am Kraftfahrzeug aufweist. Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen Gasdruckspeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen Kraftfahrzeug-Dämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gasdruckspeichers und des Kraftfahrzeug-Dämpfers sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Kennzeichnend für den erfindungsgemäßen Gasdruckspeicher ist, dass der rohrförmige Speicherkörper zumindest abschnittsweise einen gebogenen Verlauf aufweist. Durch diese Ausgestaltung des Speicherkörpers, bei dem sich dieser nicht durchgehend entlang der Längsachse des zylindrischen Dämpferrohres erstreckt, sondern abschnittsweise eine angepasste Biegung aufweist, besteht die Möglichkeit, einen mit dem erfindungsgemäßen Gasdruckspeicher ausgestatteten Kraftfahrzeug-Dämpfer auch dann einzusetzen, wenn in gerader Linie zwischen den Verbindungspunkten des Kraftfahrzeug-Dämpfers am Kraftfahrzeug weitere Kraftfahrzeugbauteile angeordnet sind. Der gebogene Speicherkörper umgeht dabei zwischen den Verbindungspunkten am Kraftfahrzeug angeordnete Kraftfahrzeugbauteile, wobei in Abhängigkeit von der Biegung und sich dem dabei ergebenden Verlauf unterschiedlich große Bereiche für weitere Kraftfahrzeugbauteile bereitgestellt werden können.
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Der erfindungsgemäße Gasdruckspeicher ermöglicht somit den Aufbau von Kraftfahrzeug-Dämpfern, welche insgesamt einen kompakteren Aufbau des Kraftfahrzeugs im Bereich des Kraftfahrzeugdämpfers erlauben. Hierdurch ergeben sich konstruktive Vorteile sowie Gewichtseinsparungen am Kraftfahrzeug. Über die Ausgestaltung des Speicherkörpers, insbesondere seines wählbaren gebogenen Verlaufs können dabei individuell angepasste Kraftfahrzeug-Dämpfer bereitgestellt werden.
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Die Ausgestaltung der Verbindung des rohrförmigen Speicherkörpers mit dem zylindrischen Dämpferrohr ist grundsätzlich frei wählbar, wobei diese auch einstückig ausgebildet sein können, wobei dann ein Abschnitt des zylindrischen Dämpferrohres den rohrförmigen Speicherkörper bildet, welcher zumindest abschnittsweise einen gebogenen Verlauf aufweist. Ggf. wird dann das zylindrische Dämpferrohr und der Gasdruckspeicher aus einem zylindrischen Basisrohr gefertigt, wobei das Basisrohr im Bereich seines Gasdruckspeichers eine kundenspezifische Biegung erhält.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Speicherkörper eine Anschlussöffnung zur druckdichten Verbindung mit dem Dämpferrohr aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung wird der Speicherkörper durch ein von dem Dämpferrohr separates Bauteil gebildet, wobei diese in geeigneter Weise druckdicht miteinander verbunden sind. Über die Anschlussöffnung des Speicherkörpers, welche grundsätzlich beliebig ausgebildet sein kann, besteht dann die Möglichkeit, einen abgeschlossenen Gasdruckspeicher zu bilden. Die Verwendung eines separaten Speicherkörpers erlaubt es, diesen in besonders einfacher Weise fertigungstechnisch mit einer erforderlichen Biegung zu erzeugen, ohne dass hierfür das gesamte zylindrische Dämpferrohr in den Produktionsprozess mit einbezogen werden muss. Im Anschluss an die Herstellung des Gasdruckspeichers mit einer Speicherkammer mit einer gewünschten Biegung wird dieser dann druckdicht mit dem zylindrischen Dämpferrohr verbunden. Über die stirnseitige Anschlussöffnung des Speicherkörpers wird dann mit dem Dämpferrohr ein gemeinsamer Gasraum gebildet.
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Die Ausgestaltung der Anschlussöffnung ist dabei grundsätzlich frei wählbar sein. Besonders bevorzugt ist die Anschlussöffnung jedoch durch eine stirnseitige Öffnung des Speicherkörpers gebildet. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, den Speicherkörper aus einem einfachen Basisrohr zu fertigen. Die dem Dämpferrohr zugewandte Rohröffnung bildet ggf. die Anschlussöffnung des Speicherkörpers. Auf die separate Ausgestaltung einer Anschlussöffnung, bspw. im Falle der Verwendung eines einseitig abgeschlossenen Rohrkörpers, kann gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung verzichtet werden. Der erfindungsgemäße Gasdruckspeicher lässt sich somit besonders einfach und kostengünstig herstellen.
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Zur Anordnung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Dämpfers an einem Fahrzeug ist es erforderlich, den Kraftfahrzeug-Dämpfer mit gegenüberliegend angeordneten Befestigungspunkten mit dem Kraftfahrzeug zu verbinden. Im Bereich des Gasdruckspeichers erfolgt die Verbindung des Kraftfahrzeug-Dämpfers mit dem Kraftfahrzeug über ein hierfür ausgebildetes Verbindungselement, das grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein kann, bspw. auch an die Mantelfläche des Speicherkörpers angesetzt sein kann.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Verbindungselement derart an dem der Anschlussöffnung gegenüberliegenden Ende des Speicherkörpers angeordnet ist, dass das Verbindungselement die der Anschlussöffnung gegenüberliegende Rohröffnung des rohrförmigen Speicherkörpers druckdicht verschließt.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung dient das Verbindungselement neben der Anbindung des Kraftfahrzeug-Dämpfers an das Kraftfahrzeug darüber hinaus dazu, bei der Verwendung eines beidseitig offenen rohrförmigen Speicherkörpers, die der Anschlussöffnung gegenüberliegende Rohröffnung des rohrförmigen Speicherkörpers druckdicht zu verschließen. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es in ergänzender Weise, einfache Rohrkörper zur Herstellung des Gasdruckspeichers zu verwenden. Darüber hinaus kann durch die Doppelfunktion des Verbindungselementes auf weitere Mittel zum Verschließen des rohrförmigen Speicherkörpers verzichtet werden. Hierdurch lässt sich der Gasdruckspeicher in ergänzender Weise besonders kostengünstig herstellen, wobei dieser ferner dann nur einen geringen Bauraum beansprucht.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass das Verbindungselement ein die der Anschlussöffnung gegenüberliegende Rohröffnung überdeckendes Grundelement und zwei an das Grundelement anschließende, im Abstand voneinander angeordnete Anschlusselemente aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung dient das Grundelement des Verbindungselements sowohl zur Befestigung des Verbindungselements an dem Speicherkörper als auch zur Abdichtung der Rohröffnung. Die an das Grundelement anschließenden Anschlusselemente führen zur Bildung eines U-förmigen Verbindungselements, welches eine besonders zuverlässige Befestigung des Kraftfahrzeug-Dämpfers an der Fahrzeugkarosserie ermöglicht.
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Der rohrförmige Speicherkörper kann grundsätzlich einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Denkbar sind bspw. auch viereckige oder mehreckige sowie ovale Querschnitte. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Speicherkörper einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, den Speicherkörper ohne weitere Anpassung an ein üblicherweise ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweisendes zylindrisches Dämpferrohr anzuschließen. Die Verwendung von Rohren mit kreisförmigen Querschnitten ermöglicht die Herstellung besonders vielfältiger Biegungen, sodass insgesamt ein Gasdruckspeicher mit einem besonders breiten Einsatzspektrum bereitgestellt werden kann.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der Speicherkörper einen Biegeradius von 10 mm bis 100 mm, bevorzugt 20 mm bis 80 mm, besonders bevorzugt 40 mm bis 60 mm, aufweist. Diese Biegeradien zeichnen sich dabei dadurch aus, dass sie sich besonders einfach und kostengünstig herstellen lassen und darüber hinaus eine vielfältige Einsatzmöglichkeit eines mit dem Gasdruckspeicher ausgestalteten Kraftfahrzeug-Dämpfers ermöglichen.
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Kennzeichnend für den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Dämpfer mit einem Dämpferrohr mit einem Gasraum und einer Ölkammer, die durch einen Trennkolben flüssigkeits- und gasdicht voneinander getrennt sind, ist, dass ein vorstehend beschriebener erfindungsgemäßer oder weitergebildeter Gasdruckspeicher gasdicht mit dem Gasraum des Dämpferrohres verbunden ist. Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Dämpfer lässt sich aufgrund der Verwendung des gebogenen Gasdruckspeichers auch dann einbauen, wenn im Raum zwischen den Anlenkpunkten des Kraftfahrzeug-Dämpfers an dem Kraftfahrzeug andere Kraftfahrzeugbauteile angeordnet sind, die den Einbau eines sich nur in einer Längsachsenrichtung erstreckenden Dämpfers blockieren würden. Die Verwendung des Gasdruckspeichers mit einem Speicherkörper, der zumindest abschnittsweise einen gebogenen Verlauf aufweist, erlaubt somit eine besonders gute Raumausnutzung am Kraftfahrzeug, wobei durch die Biegung andere Fahrzeugkomponenten umgangen werden können.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dabei vorgesehen, dass der Gasdruckspeicher stirnseitig mit dem Dämpferrohr verbunden ist, wodurch sich ebenfalls eine besonders schlanke Bauform des Kraftfahrzeug-Dämpfers ergibt.
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Wie auch der Querschnitt des rohrförmigen Speicherkörpers ist auch der Querschnitt des Dämpferrohres grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass dieses einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
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Die Verbindung des Gasdruckspeichers mit dem Dämpferrohr kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, sofern gewährleistet ist, dass die Verbindung gasdicht ausgestaltet ist. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind der Gasdruckspeicher und das Dämpferrohr jedoch form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt. Insbesondere eine Schweißung gewährleistet in besonders zuverlässiger Weise eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Dämpferrohr und dem Gasdruckspeicher. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner bspw. an dem Dämpferrohr ein umlaufender Absatz vorgesehen sein, der einen stirnseitigen, in axialer Richtung wirkender Anschlag für den Speicherkörper bildet, wodurch in ergänzender Weise die Festigkeit der Verbindung erhöht und die Montage erleichtert wird.
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Das Dämpferrohr des Kraftfahrzeug-Dämpfers ist funktionsbedingt in einen Gasraum und eine Ölkammer unterteilt, die über den Trennkolben voneinander flüssigkeits- und gasdicht voneinander getrennt sind. Im Betrieb des Kraftfahrzeug-Dämpfers bildet der Gasdruckspeicher mit dem Gasraum einen abgeschlossenen gasgefüllten Bereich, welcher dazu dient, das Volumen einer durch eine Kolbenstange verdrängten Ölmenge durch Kompression auszugleichen. Ferner dient das Gasvolumen auch dazu, die aufgrund der Wärmeentwicklung durch die Dämpfung am Kolben entstehende Ausdehnung des Öls auszugleichen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Schnittansicht eines Gasdruckspeichers mit einem angeschlossenen zylindrischen Dämpferrohr und
- 2 eine perspektivische Ansicht des mit dem Dämpferrohr verbundenen Gasdruckspeichers von 1.
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Ein in 1 und 2 dargestelltes Dämpferrohr 3 kann zur Bildung eines hier nicht dargestellten Einrohrdämpfers bzw. Gasdämpfers verwendet werden. Bei einem solchen Einrohrdämpfer bildet das Dämpferrohr 3 einen Arbeitszylinder, in welchem ein hier nicht dargestellter Arbeitskolben und ein Trennkolben 13 angeordnet ist. Der Trennkolben 13 trennt im Dämpferrohr 3 einen Gasraum 9 von einer Ölkammer 10 ab. Aufgrund der druckdichten Verbindung eines rohrförmigen Speicherkörpers 2 des Gasdruckspeichers 1 mit dem Gasraum 9 bildet der Gasraum 9 und der Innenraum des Speicherkörpers 8 gemeinsam den Gasraum des Dämpferrohres 3.
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Bei dem hier nicht dargestellten Einrohrdämpfer wird die Ölkammer 10 gegenüberliegend zum Trennkolben 13 durch eine hier ebenfalls nicht dargestellte Kolbenstangenführung begrenzt. Innerhalb der Ölkammer 10 ist ein Arbeitskolben angeordnet, welcher mittels einer an der Kolbenstangenführung gelagerten Kolbenstange innerhalb der Ölkammer 10 verschiebbar ist. Die Kolbenstange weist an ihrem dem Arbeitskolben gegenüberliegenden Ende ein hier ebenfalls nicht dargestelltes Verbindungselement zur Verbindung des Kraftfahrzeug-Dämpfers mit einem Fahrzeugbauteil auf. Anderenends dient ein Verbindungselement 4 zur Verbindung des Kraftfahrzeug-Dämpfers mit dem Fahrzeug, wobei das Verbindungselement 4 aus einem Grundelement 6 gebildet ist, an das sich im Abstand voneinander zwei Anschlusselemente 7 anschließen, die mit Bohrungen 11 versehen sind, durch die eine komfortable Anordnung des Verbindungselements 4 an dem Fahrzeug möglich ist.
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Die gasdichte Verbindung zwischen dem Dämpferrohr 3 und dem Speicherkörper 2 erfolgt nach Anordnung des Dämpferrohres 3 an einem inneren Absatz 12 des Speicherkörpers 2 durch eine umlaufende Verschweißung. Hierdurch besteht eine druckdichte Verbindung über die Anschlussöffnung 5 des Speicherkörpers 2 mit dem Gasraum 9 des Dämpferrohres 3.
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Im Betrieb des hier nicht dargestellten Einrohrdämpfers erfolgt beim Eindrücken der Kolbenstange auf den Arbeitskolben auch eine Verlagerung des Trennkolbens 13 in Richtung auf den Gasraum 9, wobei Dichtungen 14 an dem Trennkolben 13 eine zuverlässige Trennung von Gasraum 9 und Ölkammer 10 gewährleisten. Bei einer Verlagerung des Arbeitskolbens in Richtung auf den Gasraum 9 erhöht sich sowohl der Druck in der Ölkammer als auch im Gasraum 9. Der Gasraum 9 gleicht das Volumen der durch die Kolbenstange verdrängten Ölmenge durch Kompression aus. Gleichzeitig wird das Öl unter dem Arbeitskolben durch am Arbeitskolben sitzende Dämpfungsventile gedrückt. Der hierdurch entstehende Widerstand erzeugt die Druckhubdämpfung bei Gasdämpfern. Aufgrund von Wärmeentwicklung durch die Dämpfung am Kolben dehnt sich das Öl aus. Auch dieser Effekt wird durch das Gasvolumen ausgeglichen.
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Beim Ausziehen der Kolbenstange wird das Öl zwischen dem Arbeitskolben und der Kolbenstangenführung durch am Arbeitskolben sitzenden Ventile gepresst. Der hierbei entstehende Widerstand bildet die Zughubdämpfung des Gasdämpfers.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gasdruckspeicher
- 2
- Speicherkörper
- 3
- Dämpferrohr
- 4
- Verbindungselement
- 5
- Anschlussöffnung
- 6
- Grundelement
- 7
- Anschlusselement
- 8
- Innenraum Speicherkörper
- 9
- Gasraum Dämpferrohr
- 10
- Ölkammer Dämpferrohr
- 11
- Bohrung
- 12
- Absatz
- 13
- Trennkolben
- 14
- Dichtungselement
