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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schutzrohr für einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, sowie weiterhin auf ein Schutzrohr nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 3 und 4. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen Schwingungsdämpfer für eine Kraftfahrzeugradaufhängung mit einem Schutzrohr nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 5. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage eines Schutzrohrs.
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Ein Schutzrohr, das über eine Formschlussverbindung an einen Ringvorsprung eines Dämpferlagers angeklemmt ist, ist aus
DE 10 2004 003 661 A1 bekannt.
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Zur Sicherung des Schutzrohrs an dem Ringvorsprung dienen üblicherweise zusätzliche Befestigungsmittel wie Schellen, Federringe oder Kabelbinder, welche nach dem Aufstecken des Schutzrohrs auf den Ringvorsprung eigens befestigt werden müssen.
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Diese Lösungen sind im Hinblick auf die Montage und insbesondere deren Automatisierung aufwendig. Insbesondere Schellen und Federringe sind zudem mit verhältnismäßig hohen Bauteilkosten belastet.
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Ein Schutzrohr für einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 3 und 4 ist aus
JP 2016 - 048 081 A bekannt. Die Längsschlitze überbrückenden Ausstülpungen dienen gemäß
JP 2016 - 048 081 A , den Klemmbereich des Schutzrohrs bei der Montage etwas aufzudehnen, so dass dieser über Rasthaken an einem Haltering geschoben werden kann. Hierdurch gelangt eine Ringnut am Klemmbereich in Eingriff mit den Rasthaken, welche ein Lösen des Schutzrohrs formschlüssig verhindern.
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Aus
DE 19 95 281 U ist bekannt, ein Schutzrohr mit einer thermischen Einschnürung zu versehen und so an einem mit einer Kolbenstange verbundenen Halteteller zu befestigen. Längsschlitze, geschwiege denn diese überbrückenden Ausstülpungen werden in
DE 19 95 281 U nicht offenbart.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, kostengünstige Alternativen zur Sicherung eines Schutzrohrs für einen Schwingungsdämpfer in einer Kraftfahrzeugradaufhängung aufzuzeigen, welche einfach montierbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch ein Schutzrohr gemäß Patentanspruch 1, Schutzrohr gemäß Patentanspruch 3 sowie ein Schutzrohr gemäß Patentanspruch 4 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Schutzrohr ist jeweils aus Kunststoff gefertigt und weist einen ringförmigen Klemmabschnitt zur Befestigung des Schutzrohrs am Außenumfang eines Ringvorsprungs auf, wobei der ringförmige Klemmabschnitt mindestens eine radial nach außen gerichtete Ausstülpung ausbildet, welche einen entsprechenden, die Ringform des ringförmigen Klemmabschnitts unterbrechenden Längsschlitz in Umfangsrichtung des ringförmigen Klemmabschnitts überbrückt.
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Das Schutzrohr lässt sich einfach auf einen Ringvorsprung aufstecken. Der mindestens eine Längsschlitz ermöglicht dabei ein gegebenenfalls erforderliches Aufweiten des Schutzrohrs während der Montage. Hernach kann das Schutzrohr durch Verschweißen der Ausstülpung an dem Ringvorsprung gesichert werden, so dass sich dieses nicht mehr ohne weiteres von dem Ringvorsprung abziehen lässt. Die erfindungsgemäße Lösung kommt ohne zusätzliche Befestigungsmittel wie Schellen, Federringen oder Kabelbindern aus. Zudem lässt sich die Montage des Schutzrohrs am Ringvorsprung sehr gut automatisieren.
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In einer ersten Ausführungsvariante kann die Ausstülpung in den Längsschlitz radial einklappbar ausgebildet sein. Nach der Montage am Ringvorsprung wird diese Ausstülpung in den Längsschlitzes radial einwärts geklappt und anschließend mit angrenzenden Bereichen des restlichen ringförmigen Klemmabschnitts verschweißt. Diese Variante hat den Vorteil, dass bei einer Zugbelastung des Schutzrohrs die Verschweißung vorteilhaft auf lediglich Scherung belastet wird, so dass sich eine hohe Sicherheit gegen Abziehen des Schutzrohrs vom Ringvorsprung ergibt. Die Schweißung kann hierbei radial, beispielsweise als Schweißpunkt oder Rollnaht vorgenommen werden.
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Gemäß Patentanspruch 3 und 4 weist die Ausstülpung mit zwei einander in Umfangsrichtung des Klemmabschnitts gegenüberliegende Flanken auf, welche unter Verjüngung des Längsschlitzes einander annäherbar sind. Dies gestattet alternativ eine Verschweißung im Bereich der ausgestülpt verbleibenden Abschnitte der Ausstülpung und eignet sich für den Einsatz entsprechender Schweißwerkzeuge wie beispielsweise Schweißzangen.
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Gemäß Patentanspruch 4 weisen die Flanken der Ausstülpung mit miteinander formschlüssig in Eingriff bringbaren Strukturen auszuführen, um eine höhere Stabilität in der Schweißverbindung zu erhalten. Die Flanken der Ausstülpung sind so miteinander verrastbar. Hierdurch ist es möglich, nach dem Aufstecken des Schutzrohrs auf den Ringvorsprung vor dem Verschweißen eine Vorfixierung vorzunehmen. Gegebenenfalls kann bereits die Verrastung allein zur Sicherung des Schutzrohrs ausreichend sein, so dass auf ein zusätzliches Verschweißen verzichtet werden kann.
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Die Ausstülpung ist gemäß der Patentansprüche 1 und 3 schweißbar ausgebildet, um den ringförmigen Klemmabschnitt im angeklemmten Zustand am Ringvorsprung zu fixieren, um eine besonders dauerhafte verliersichere Anbindung zu erzielen.
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Gemäß den Patentansprüchen 1 und 3 sind im am Ringvorsprung befestigten Zustand des Schutzrohrs die Flanken der Ausstülpung untereinander verschweißt oder es die Ausstülpung zumindest abschnittsweise in den Längsschlitzes gedrückt und dort mit Bereichen des restlichen ringförmigen Klemmabschnitts verschweißt.
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Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch einen Schwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 5 gelöst, wobei wie vorstehend das Schutzrohr aus Kunststoff gefertigt ist und einen ringförmigen Klemmabschnitt zur Befestigung des Schutzrohrs am Außenumfang eines Ringvorsprungs beispielsweise eines Dämpferlagers aufweist. Das Schutzrohr weist einen ringförmigen Klemmabschnitt mit mindestens einem die Ringform des Klemmabschnitts unterbrechenden Längsschlitz auf, durch dessen Verfüllung mittels eines Zusatzwerkstoffs das Schutzrohr über den ringförmigen Klemmabschnitt nach erfolgter Montage im angeklemmten Zustand am Ringvorsprung fixiert ist. Auch dies ermöglicht eine einfache Montage verbunden mit einer kostengünstigen Sicherung des Schutzrohrs eines Schwingungsdämpfer in einer Kraftfahrzeugradaufhängung. Der Zusatzwerkstoff kann aufgeschweißt oder in der Art eines Klebstoffs aufgebracht werden.
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Vorteilhafte Ausführungsarten der Erfindung einschließlich geeigneter Verfahren zur Montage sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
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Das erfindungsgemäße Schutzrohr lässt sich ohne zusätzliche Befestigungsmittel am Ringvorsprung beispielsweise eines Dämpferlagers montieren. Zu dessen Befestigung wird zunächst das Schutzrohr mit seinem Klemmabschnitt auf den Ringvorsprung aufgesteckt. Anschließend erfolgt das Sichern des ringförmigen Klemmabschnitts an dem Ringvorsprung durch Verrasten und/oder Verschweißen der mindestens einen Ausstülpung. Dieser Prozess ist handhabungstechnisch einfach und lässt sich insbesondere auch insgesamt automatisieren.
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Zur Sicherung kann alternativ oder ergänzend ein Zusatzwerkstoff zum Verschweißen oder Verkleben eingesetzt werden, d.h. insbesondere auch im Zusammenhang mit einer Ausstülpung. Ferner ist es möglich, eine Sicherung auch ohne eine Ausstülpung zu bewerkstelligen, indem ein Zusatzwerkstoff in den mindestens einen Längsschlitz eingebracht wird, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben.
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In einer Ausführungsvariante des Montageverfahrens wird vor dem Verschweißen der mindestens einen Ausstülpung der ringförmige Klemmabschnitt mittels Spannbacken radial gegen den Ringvorsprung gedrückt. Das Verschweißen erfolgt anschließend im angedrückten Zustand. Hierdurch wird eine spielfreie Anschmiegung an den Ringvorsprung erzielt.
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Das Verschweißen der mindestens einen Ausstülpung kann je nach vorhandenem Werkzeug beispielsweise mittels einer Schweißzange oder dergleichen tangential zum Außenumfang des ringförmigen Klemmabschnitts oder aber mittels eines radial wirkenden Schweißwerkzeugs vorgenommen werden. Im letztgenannten Fall kann die Ausstülpung vor dem Verschweißen radial in den zugehörigen Längsschlitze gedrückt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
- 1 einen Schwingungsdämpfer einer Kraftfahrzeugradaufhängung im Einbauzustand an einem Dämpferlager mit einem Schutzrohr nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- 2 eine räumliche Ansicht des Schutzrohrs aus 1,
- 3 eine Detailansicht des ringförmigen Klemmabschnitts des Schutzrohrs gemäß 1 und 2,
- 4 eine Detailansicht der Ankopplung des ringförmigen Klemmabschnitts an einem Ringvorsprung beispielsweise eines Dämpferlagers,
- 5 eine Abwandlung des ringförmigen Klemmabschnitts, und in
- 6 eine Darstellung zur Veranschaulichung des Verschweißens der Ausstülpung des ringförmigen Klemmabschnitts.
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1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für einen Schwingungsdämpfer 1 einer Kraftfahrzeugradaufhängung. Der Schwingungsdämpfer 1 umfasst ein Behälterrohr 2, in das eine Kolbenstange 3 eintaucht. Die Kolbenstange 3 ist mit ihrem freien Ende an einem Dämpferlager 4 festgelegt, das seinerseits an einem nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau abgestützt ist.
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Weiterhin ist ein Schutzrohr 5 vorgesehen, das in jeder Ein- und Ausfederposition der Kraftfahrzeugradaufhängung die Kolbenstange 3 sowie zumindest einen kolbenstangenseitigen Endabschnitt des Behälterrohrs 2 umgibt. Das Schutzrohr 5 ist vorliegend an dem Dämpferlager 4 festgelegt, kann jedoch beispielweise auch an einem Abschnitt des Fahrzeugaufbaus oder dergleichen angekoppelt sein. Ein optionaler Balgabschnitt 5a im Bereich der Ankopplung ermöglicht gegebenenfalls einen Ausgleich bei Querkräften oder einem Verkippen sowie eine axiale Elastizität.
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Um Berührungen zwischen dem Schutzrohr 5 und dem Außenumfang des Behälterrohrs 2 zu vermeiden, ist an dem kolbenstangenseitigen Endabschnitt des Behälterrohrs 2 eine Schutzrohrführungseinrichtung 6 angebracht.
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Zur Festlegung des Schutzrohrs 5 ist an dem Dämpferlager 4 oder am Fahrzeugaufbau ein Ringvorsprung 7 vorgesehen. Dieser kann eine kreisförmige, elliptische oder andere polygonale Außenkontur aufweisen.
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Das Schutzrohr 5, welches aus einem schweißbaren Kunststoff gefertigt ist, bildet an einem axialen Endabschnitt einen ringförmigen Klemmabschnitts 8 mit korrespondierender Innenkontur aus, welcher wie in 4 beispielhaft gezeigt auf den Ringvorsprung 7 aufgesteckt und an dessen Außenumfang befestigt ist.
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Der ringförmige Klemmabschnitt 8 bildet eine oder mehrere radial nach außen gerichtete Ausstülpungen 9 aus. Jede dieser radialen Ausstülpungen 9 überbrückt einen die Ringform des Klemmabschnitts 8 unterbrechenden Längsschlitz 10 in Umfangsrichtung des Klemmabschnitts 8, wie dies in den 3 und 5 gut zu erkennen ist.
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Aufgrund des bzw. der Längsschlitze 10 und Ausstülpungen 9 lässt sich der ringförmige Klemmabschnitt 8 bei der Montage an dem Ringvorsprung 7 gegebenenfalls etwas Aufweiten, um beispielsweise eine Wulst 11 am Ringvorsprung 7 beim axialen Aufstecken elastisch zu überwinden.
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Die Ausstülpung 9 kann derart ausgeführt sein, dass sich diese nach Montage des Schutzrohrs 5 an dem Ringvorsprung 7 zumindest teilweise radial in den Längsschlitzes 10 einklappen lässt, wie dies in 4 angedeutet ist. Zur Sicherung an dem Ringvorsprung 7 wird abschließend die Ausstülpung 9 mit dem umliegenden Bereich des ringförmigen Klemmabschnitts 8 verschweißt, hier beispielhaft dargestellt durch einen Schweißpunkt 12. Durch das in den Längsschlitz 10 verlagerte Material wird eine hohe Abzugsfestigkeit des Schutzrohrs 5 vom Ringvorsprung 7 erzielt. Zudem wird die Schweißung vorteilhaft lediglich auf Scherung beansprucht. Zusätzliche Befestigungsmittel zur Sicherung des Schutzrohrs 5 am Ringvorsprung 7 sind nicht erforderlich.
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Wie in den 3 und 5 gezeigt, kann die Ausstülpung 9 zwei einander in Umfangsrichtung des ringförmigen Klemmabschnitts 8 gegenüberliegende Flanken 13 und 14 aufweisen, welche unter Verjüngung des Längsschlitzes 10 einander annäherbar sind.
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Anstatt eines radialen Einklappens in den Längsschlitz 10 kann die Ausstülpung 9 nach dem Aufstecken auf den Ringvorsprung 7 an ihren Flanken 13 und 14 zusammengedrückt und verschweißt werden. Hierdurch wird das Schutzrohr 5 an dem Ringvorsprung 7 gesichert. Auch in diesem Fall sind zusätzliche Befestigungsmittel nicht erforderlich.
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Die Flanken 13 und 14 der Ausstülpung 9 können, wie in 5 beispielhaft dargestellt, miteinander formschlüssig in Eingriff bringbare Strukturen 15 und 16 aufweisen, um eine stabilere Verbindung zu ermöglichen.
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Insbesondere ist es auch möglich, die Flanken 13 und 14 der Ausstülpung 9 über entsprechende Strukturen 15 und 16 miteinander zu verrasten. Über die Verrastung kann ebenfalls eine Sicherung des Schutzrohrs 5 am Ringvorsprung 7 bewerkstelligt werden. Gegebenenfalls wird diese Stelle zusätzlich verschweißt, wie oben bereits erläutert.
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Die Ausstülpung 9 kann bevorzugt derart konfiguriert sein, dass diese sowohl radial einklappbar als auch über ihre Flanken 13 und 14 schweißbar ist, so dass das gleiche Schutzrohr 5 für unterschiedliche Schweißprozesse verwendet werden kann.
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Das Verschweißen der Ausstülpung 9, entweder im Längsschlitz 10 oder an den Flanken 13 und 14, kann allein durch Aufschmelzen derselben bewerkstelligt werden. Es ist jedoch möglich, hierbei einen Zusatzwerkstoff, beispielsweise einen passenden oder materialgleichen Kunststoff zuzuführen. Zudem besteht die Möglichkeit des Verklebens zur Erzielung einer stoffschlüssigen Verbindung.
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Wie in der Ausführungsvariante gemäß 4 beispielhaft zeigt, wird der Längsschlitz 10 durch Material der zugehörigen Ausstülpung 9 und gegebenenfalls verwendetes Zusatzmaterial verfüllt. Ein elastisches Aufweiten des Klemmabschnitts 8 ist hernach so stark eingeschränkt, dass dieser und damit das Schutzrohr 1 nicht mehr vom Ringvorsprung 9 abgezogen werden kann.
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In Abwandlung dieser Ausführungsvariante kann die Verfüllung des Längsschlitzes 10 auch allein durch Zusatzmaterial vorgenommen sein, beispielsweise durch einen Schweißpunkt 12 aus Zusatzmaterial. In diesem Fall kann die Ausbildung einer den Längsschlitz 10 überbrückenden Ausstülpung 9 am Klemmabschnitt 8 entfallen, wodurch sich die Herstellung des Schutzrohrs 1 vereinfacht. Nach Anklemmen des Schutzrohrs 1 an den Ringvorsprung 9 wird einfach ein Zusatzwerkstoff, beispielsweise ein zum Schutzrohrwerkstoff passender, vorzugsweise materialgleicher Kunststoff in den Längsschlitz 10 durch Schweißen eingebracht.
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Alternativ besteht die Möglichkeit, einen Klebstoff in den Längsschlitz 10 einzubringen. Auf diese Weise kann das Schutzrohr 1 ebenfalls sehr einfach gegen Abziehen vom Ringvorsprung 9 gesichert werden.
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Abschließend soll kurz der Ablauf der Befestigung des Schutzrohrs 1 am Ringvorsprung 9 des Dämpferlagers 4 erläutert werden.
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Bei der Montage des Schutzrohrs 5 am Ringvorsprung 7 wird das Schutzrohr 5 mit seinem ringförmigen Klemmabschnitts 8 zunächst auf den Ringvorsprung 7 axial aufgesteckt.
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Aufgrund des mindestens einen Längsschlitzes 10 und der gegebenenfalls vorhandenen zugehörigen Ausstülpung 9 kann sich hierbei der ringförmige Klemmabschnitt 8 radial etwas Aufweiten, um beispielsweise eine Wulst 11 am Ringvorsprung 7 zu überwinden oder in eine am Außenumfang des Ringvorsprung 7 gebildete Ringnut zu gelangen.
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Befindet sich der ringförmige Klemmabschnitt 8 in der gewünschten Position, kann das Schutzrohr 5 durch Verschweißen und/oder Verrasten der Ausstülpung 9 und/oder durch Einbringen von Zusatzwerkstoff in den Längsschlitz 10 gegen Abziehen vom Ringvorsprung 7 gesichert werden.
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In 6 sind verschiedene Möglichkeiten des Verschweißens der Ausstülpung 9 angedeutet.
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Wird die Ausstülpung 9 vor dem Verschweißen radial in den Längsschlitz 10 gedrückt, erfolgt das Schweißen vorzugsweise mit einem radial gegen den ringförmigen Klemmabschnitt 8 verlagerbaren Schweißwerkzeug 17.
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Bei geeigneter Materialkombination kann beim radialen Schweißen gegebenenfalls zusätzlich auch eine stoffschlüssige Verbindung zum Ringvorsprung 7 hergestellt werden. Für die eigentliche Sicherung gegen ein Abziehen des Schutzrohrs 5 vom Ringvorsprung 7 ist eine solche stoffschlüssige Verbindung zum Ringvorsprung 7 allerdings nicht zwingend erforderlich.
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Sollen die Flanken 13 und 14 der Ausstülpung 9 miteinander verschweißt werden, kommen vorzugsweise tangential zum ringförmigen Klemmabschnitt 8 angreifende Schweißwerkzeuge 18a und 18b zum Einsatz.
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Insbesondere bei einer automatisierten Montage kann der ringförmige Klemmabschnitt 8 vor und beim Schweißen mittels Spannbacken 19a und 19b gegen den Außenumfang des Ringvorsprung 7 gedrückt werden.
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Das Schweißen kann mit allen für Kunststoffe geeigneten Schweißverfahren erfolgen, wie beispielsweise entsprechend geeigneten Heizelementen, Ultraschallerregern und dergleichen. Die Schweißung selbst kann zum Beispiel als Schweißpunkt oder als Rollnaht ausgeführt werden. Gegebenenfalls wird ein Zusatzwerkstoff zugeführt.
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Im Reparaturfall kann die Schweißverbindung oder eine Verklebung oder Verrastung beispielsweise durch Aufschneiden gelöst werden. Eine bei Weiterverwendung erneute Sicherung des Schutzrohrs 5 am Ringvorsprung 7 kann in herkömmlicher Weise zum Beispiel mithilfe eines Kabelbinders, einer Schelle oder einem Federring erfolgen.
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Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und weiterer Abwandlungen näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel und die Abwandlungen dienen dazu, die Ausführbarkeit der Erfindung zu belegen. Technische Einzelmerkmale, welche oben im Kontext weiterer Einzelmerkmale erläutert wurden, können auch unabhängig von diesen sowie in Kombination mit weiteren Einzelmerkmalen verwirklicht werden, selbst wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist daher ausdrücklich nicht auf das konkret beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 2
- Behälterrohr
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Dämpferlager
- 5
- Schutzrohr
- 5a
- Balgabschnitt
- 6
- Schutzrohrführungseinrichtung
- 7
- Ringvorsprung
- 8
- ringförmige Klemmabschnitt
- 9
- Ausstülpung
- 10
- Längsschlitz
- 11
- Wulst
- 12
- Schweißpunkt (Verschweißung)
- 13
- Flanke
- 14
- Flanke
- 15
- formschlüssig in Eingriff bringbare Struktur
- 16
- formschlüssig in Eingriff bringbare Struktur
- 17
- radiales Schweißwerkzeug
- 18a, 18b
- tangentiales Schweißwerkzeug
- 19a, 19b
- Spannbacke
- A
- Längsachse
