Dämpfer für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfer für ein Kraftfahrzeug.

Dämpfer werden meist in Kombination mit einer Federung beispielsweise an den Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Schwingungen von gefederten Massen schnell abklingen zu lassen. Dabei verbindet der Dämpfer beispielsweise eine Achskonstruktion eines Rades mit der Karosserie des Fahrzeuges. Bei hydraulischen Dämpfern wird ein Kolben über eine

Kolbenstange in einem ölbefüllten Zylinder geführt. Bei axialer Bewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder muss das Öl durch enge Kanäle und/oder Ventile im Kolben strömen. · Durch diese Strömung entsteht ein Widerstand, durch welchen die zu absorbierende

Schwingungsenergie letztlich in eine Erwärmung des Öls umgewandelt wird.

Bekannt ist es, bei Dämpfern für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs sogenannte Schutzrohre einzusetzen, da die Dämpfer bedingt durch ihre Einbaulage erheblichen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Ein Schutzrohr kann am Kolbenstangenende so angeordnet sein, dass die Kolbenstange und zumindest teilweise das Dämpferrohr davon bedeckt ist. Die Schutzrohre verhindern oder verringern die Möglichkeit der Verschmutzung der empfindlichen Oberfläche der Kolbenstange des Dämpfers. Sie schützen den Dämpfer bzw. die Kolbenstange weiterhin vor Umwelteinflüssen (beispielsweise Salznebel in Küstenbereichen). Sofern eine seriell eingebrachte Zusatzfeder unter dem Schutzrohr zum Einsatz kommt, beispielsweise eine Feder aus elastomerem Material, kann auch diese vor Verunreinigungen und Umwelteinflüssen geschützt werden. Im Betrieb kommt es vor, dass das Schutz- oder Vollschutzrohr durch Vibrationen, durch Schwingungs- und (Ein-)Federvorgänge an den Dämpfer selbst anschlägt. Dies verursacht nach einer gewissen Anzahl von Anschlagvorgängen und ggf. in Verbindung mit zusätzlich vorhandener Verunreinigung an den Anschlagstellen, dass der Schutzlack des Dämpfers beschädigt, abgeschabt oder abgeschliffen wird. Diese Schädigung kann im folgenden zu Korrosionsvorgängen am Dämpfer führen, die die Lebensdauer des Dämpfers beeinflussen können.

Die DE 10 2007 021 385 A1 beschreibt das Anbringen von sogenannten Lagerelementen zur Zentrierung eines Schutzrohres eines Schwingungsdämpfers. Diese Lagerelemente sind spezielle axial verlaufende nach innen ausgebildete erhabene Flächen, welche direkt aus dem

BESTÄTIGUNGSKOPIE Material des Schutzrohres ausgeformt werden können. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass bei Ein- und Ausfahrbewegungen des Schwingungsdämpfers nur die Lagerelemente mit einer Abdeckkappe des Schwingungsdämpfers, nicht aber mit dem Zylinderrohr des

Schwingungsdämpfers in Berührung kommen. Hierfür kann zusätzlich das Schutzrohr konisch geformt sein, so dass sich der Radius des Schutzrohres mit zunehmendem Abstand von der Schutzrohrbefestigung vergrößert. Weiterhin kann das - üblicherweise aus dünnem Material gefertigte - Schutzrohr noch über eine oder mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Sicken verstärkt werden, um die radiale Steifigkeit des Schutzrohres zu erhöhen.

Die Verwendung derartiger Lagerelemente erfordert allerdings eine starke Modifikation des Schutzrohres, wodurch dieses wiederum deutlich aufwändiger in der Herstellung ist.

Insbesondere muss hierbei auch über die konstruktive Gestaltung des Schutzrohres

gewährleistet sein, dass sich das Schutzrohr bei entsprechender mechanischer Beanspruchung nicht soweit verformt, dass es das Dämpferrohr oder den Kolben berühren kann. Weiterhin vergrößert sich durch die konische Formgebung des Schutzrohrs der Abstand zwischen Dämpfer und Schutzrohr mit zunehmender Entfernung vom Befestigungspunkt des

Schutzrohres. Dies hat jedoch den Nachteil, dass durch den vergrößerten Spalt auch leichter Verunreinigungen an die Kolbenstange gelangen können.

Die DE 10 2006 010 332 A1 beschreibt spezielle Führungselemente, welche direkt in die Innenseite eines Schutzrohrs eines Dämpfers integriert sind. Diese Führungselemente können über den Umfang des unteren Endes des Schutzrohres verteilt sein und sollen aus einem elastischen, reibarmen Werkstoff hergestellt sein. Alternativ ist auch ein Führungselement beschrieben, welches als umlaufende O-Ring im Schutzrohr fixiert ist. Auf diese Weise soll verhindert werden, dass das Schutzrohr die Oberfläche des vom Schutzrohr überdeckten Dämpfers abschabt oder beschädigt. Allerdings kann diese Konstruktion nicht den Kontakt zwischen Schutzrohr und Dämpfer während der Einschwingvorgänge vollständig vermeiden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Schutzrohr dergestalt modifiziert werden muss, dass die entsprechenden Führungselemente im Schutzrohr angebracht werden können.

Alternativ werden in der DE 44 23 442 A1 und im Gebrauchsmuster G 93 08 778.0 auch besonders starre und stabile Schutzrohre von Schwingungsdämpfern beschrieben, die sich auf Grund ihrer schweren massiven Konstruktion kaum verformen oder verbiegen lassen, so dass ein Reiben oder Anschlagen des Schutzrohres unwahrscheinlich ist. Allerdings müssen hierbei spezielle Schutzrohre gefertigt und eingesetzt werden, welche ein hohes Gewicht haben und einen hohen Materialaufwand erfordern. Aufgabe der Erfindung ist es daher die Lebensdauer von Dämpfern zu verbessern. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verhindern, dass das

Schutzrohr im Betrieb an das Dämpferrohr anschlagen kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Schutz eines Dämpfers nach Anspruch 1 , durch einen Dämpfer nach Anspruch 10 und durch ein Verfahren nach Anspruch 1 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Schutz eines Dämpfers, welcher sich teleskopartig ineinander bewegende Elemente, (üblicherweise eine Kolbenstange und ein Dämpferrohr) sowie ein Schutzrohr enthält, bereitgestellt. Hierzu wird der Dämpfer mit einer Dämpferkappe ausgestattet, die Mittel zur Führung eines Schutzrohres aufweist, um ein Anschlagen des Schutzrohres im Betrieb zu reduzieren oder zu verhindern. Die Dämpferkappe schließt das Dämpferrohr am Ort der Austrittsöffnung der Kolbenstange ab und enthält daher eine zentrale Bohrung für die Kolbenstange. Die erfindungsgemäße Dämpferkappe weist dabei sich in axialer Richtung zwischen dem Dämpferrohr und dem Schutzrohr erstreckende

Abstandselemente auf, an denen das Schutzrohr im Betrieb bei Bedarf entlanggleiten kann oder bei Vibrationen bei Bedarf anschlagen kann. Die Dimensionierung der Abstandselemente ist dabei so gewählt, dass ein mögliches Anschlagen des Schutzrohres weitestgehend verhindert wird. Die Abstandselemente können als radialer Führungskäfig mit sich in axialer Richtung erstreckenden Streben ausgeführt sein, wobei die Streben am jeweiligen Ende der Strebe in einen umlaufenden Abschluss münden, der mit allen Streben verbunden ist.

Damit erhält die erfindungsgemäße Dämpferkappe eine zusätzliche Funktion gegenüber bisher verwendeten Dämpferkappen. Durch eine entsprechende Formgebung kann das Schutzrohr von der erfindungsgemäßen Dämpferkappe sicher so geführt werden, dass auch bei entsprechender mechanischer Verformung des Schutzrohres, diese nicht am Dämpferrohr anschlagen kann.

Vorteilhafterweise ist der Durchmesser des Führungskäfigs der Dämpferkappe in Richtung des (möglicherweise anschlagenden) Schutzrohres konstant oder ansteigend. Die neue

erfindungsgemäße Dämpferkappe kann einteilig oder zumindest zweiteilig ausgebildet sein, nämlich im wesentlichen aus einem ersten Teil, nämlich einer bekannten Dämpferkappe (Basiskappe) sowie mit einem zweiten Teil, nämlich mit einem Führungskäfig, der die

Abstandselemente zur Führung des Schutzrohres enthält. Dieser Führungskäfig kann an oder in die Basiskappe eingeschraubt oder dort verrastet werden kann. Der Führungskäfig kann auch angeklebt, angespritzt oder angeschweißt sein. Der Führungskäfig wird dabei aus den Abstandselementen gebildet, die jeweils in einem Ring enden können. Vorzugsweise steigt der Außendurchmesser des Führungskäfigs mit zunehmendem Abstand von der Dämpferkappe an; d.h. der Abstand der Abstandselemente von der Rotationsachse des Führungskäfigs vergrößert sich mit zunehmender Entfernung von der Dämpferkappe. Auf diese Weise reduziert sich der Abstand zwischen dem Schutzrohr und dem Führungskäfig entsprechend mit zunehmendem Abstand von der Dämpferkappe.

Zusätzlich kann der Führungskäfig so ausgeführt sein, dass die Abstandselemente mit zunehmendem Abstand von der Dämpferkappe dünner werden um ein möglichst günstiges Verhältnis von eingesetztem Material zur Festigkeit des Führungskäfigs zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung bietet folgende Vorteile:

• Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von langen Schutzrohren, welche das

Dämpferrohr und die Kolbenstange vor Verschmutzung schützen, wobei gleichzeitig ein Anschlagen oder Reiben des Schutzrohres am Dämpferrohr wirksam vermieden wird.

• Da die Erfindung wirksam ein Reiben des Schutzrohres am Dämpferrohr verhindert, können Beschriftungen oder Kodierungen am Dämpferrohr im vom Schutzrohr überdeckten Bereich angebracht werden, ohne im Lauf der Zeit beschädigt zu werden.

• Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Dämpferkappe können übliche

Schutzrohre für Dämpfer, vorzugsweise aus dünnem und leichtem Material eingesetzt werden.

• Insbesondere ist keine Modifikation der Schutzrohre erforderlich, um die vorliegende Erfindung einsetzen zu können.

• Befestigung und Montage der Dämpferkappe und des Schutzrohres müssen bei Einsatz der Erfindung nicht modifiziert werden.

• Gegenüber einem starren stabilen (beispielsweise aus Metall gefertigten) Schutzrohr kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Gewicht und Material eingespart werden, da sowohl das Schutzrohr als auch die erfindungsgemäße Dämpferkappe auch bei relativ geringem Gewicht ihre Funktion erfüllen können.

• Insbesondere bei zweiteilig ausgeführter Dämpferkappe können leicht verschiedene Basiskappen mit unterschiedlichen Führungskäfigen kombiniert werden, um so an verschiedenen Dämpfern und/oder mit verschiedenen Schutzrohren eingesetzt werden zu können.

• Verhindert wirksam ein Reiben des Schutzrohres am Dämpferrohr beim Einsatz von Schutzrohren, die verschieden Durchmesser aufweisen und bei denen deshalb die Kappe beim Eintauchen in den Bereich des größeren Durchmessers des Schutzrohres die Führung nicht mehr gewährleistet .

• Verhindert wirksam ein Reiben des Schutzrohres am Dämpferrohr beim Einsatz von Schutzrohr-Dämpferanordnung mit unterschiedlichen Momentanpolen von Schutzrohr und Dämpferrohr und der dadurch bedingten nicht koaxialen Bewegung des

Dämpferrohres zum Schutzrohr.

Die vorliegende Erfindung schützt den Dämpfer dadurch, dass ein Anschlagen oder Reiben des Schutzrohres am Dämpferrohr auch bei starker Beanspruchung oder bei Vibrationen vermieden wird. Dadurch wird verhindert, dass beispielsweise eine Schutzlackierung des Dämpfers durch das Schutzrohr geschädigt oder abgeschliffen wird, wodurch wiederum der Dämpfer leichter korrodieren würde und eine verkürzte Lebensdauer hätte.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer

Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren im Detail beschrieben.

In Figur 1 ist ein Dämpfer mit Dämpferrohr und Schutzrohr dargestellt, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung untergebracht werden kann.

Figur 2 zeigt ebenfalls einen Dämpfer, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung untergebracht werden kann, jedoch mit einem veränderten Schutzrohr.

Figur 3 zeigt einen Dämpfer in welchem sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz des Dämpfers befindet.

Figur 4 zeigt eine Dämpferkappe an welche die erfindungsgemäßen Abstandselemente angebracht werden können.

Figur 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Dämpferkappe mit Führungskäfig.

Figur 6 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Dämpferkappe mit Führungskäfig. Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Dämpfers 110, wie er üblicherweise zur Dämpfung von Schwingungen bei Kraftfahrzeugen genutzt wird und in welchem die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann. Der Dämpfer 110 wird einerseits über die Kolbenstange 120, welche mechanisch fest mit dem oberen Dämpferlager 170 verbunden ist, mit einem nicht dargestellten Teil der Fahrzeugkarosserie verbunden. Andererseits wird der Dämpfer 110 über das untere Dämpferlager 160 mit einer ebenfalls nicht dargestellten

Achskonstruktion des Fahrzeugs verbunden. Entsprechend dem Verwendungszweck des Dämpfers 110 können sich diese beiden Befestigungspunkte gegeneinander und damit die Räder gegenüber der Karosserie bewegen. Zusätzlich werden Karosserie und Achskonstruktion üblicherweise über eine entsprechende Feder gestützt. Das obere, karosserieseitige Ende des Dämpfers 110 wird von einer Schutzkappe 180 abgeschlossen. Im Inneren des Dämpferrohrs 130 befindet sich ein dämpfungsmittelgefüllter Zylinder, in welchem ein nicht dargestellter Kolben beweglich aber gedämpft geführt wird. Der Kolben wiederum ist fest mit der

Kolbenstange 120 verbunden. Die Kolbenstange tritt aus dem dämpfungsmittelgefüllten Zylinder durch eine Kolbenstangendichtungs-Führungseinheit aus, die einerseits die

Kolbenstange führt und andererseits dafür sorgt, dass das Dämpfungsmittel nicht aus dem Zylinder austreten kann. Am karosserieseitigen Ende des Dämpfers 110 ist ein Schutzrohr 150 befestigt, welches einerseits die Kolbenstange 120 und andererseits einen Teil des

Dämpferrohrs 130 bedeckt. Das Schutzrohr soll den Dämpfer 1 0 und insbesondere die Oberfläche des aus der Dämpferkappe herausragenden Teils der Kolbenstange 120 vor Verschmutzung und vor Umwelteinflüssen schützen. Gleichzeitig soll das Schutzrohr die Bewegungen der beiden Enden des Dämpfers 110 gegeneinander bei entsprechenden

Schwingungsvorgängen des Dämpfers 110 nicht einschränken. Bei der Ausführungsform des Dämpfers 1 10 gemäß Figur 1 kann das Schutzrohr 150 bei starken Vibrationen und

gleichzeitigen Federvorgängen des Dämpfers 110 am Dämpferrohr 130 anschlagen und beispielsweise die Lackierung abschaben und beschädigen.

Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau eines Dämpfers 210 mit einem veränderten Schutzrohr 250. Das Schutzrohr ist hier in zwei Bereiche 252 und 254 mit verschiedenen Durchmessern unterteilt. Der untere Teil 254 des Schutzrohres 250 hat hierbei einen geringeren Durchmesser, als in der Ausführungsform gemäß Figur 1. Durch diese Zweiteiligkeit kann der Spalt zwischen dem Dämpferrohr 230 und dem Schutzrohr 250 verkleinert werden, so dass weniger leicht Schmutz in den Zwischenraum eindringen kann und so die Kolbenstange 220 besser vor Verschmutzung geschützt wird. Ähnlich, wie beim Dämpfer nach Figur 1 ist auch hier eine Dämpferkappe 240 nach dem Stand der Technik dargestellt; allerdings kann auch hier die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schutz des Dämpfers eingesetzt werden.

Der Außendurchmesser der Dämpferkappe 240 richtet sich nach dem Teil 254 mit dem kleineren Durchmesser des Schutzrohres 250. Deshalb wird beim Eintauchen des Dämpferrohrs 230 in den Teilbereich 252 des Schutzrohres 250 mit dem größeren Durchmesser das Schutzrohr 250 picht mehr durch die Dämpferkappe 240 geführt.

Durch die unterschiedlichen Momentanpole von Schutzrohr 250 und Dämpferrohr 230 und die dadurch bedingte nicht koaxiale Bewegung des Dämpferrohres 230 zum Schutzrohr 250 nähert sich das Schutzrohr 250 dem Dämpferrohr 230 beim Eintauchen soweit an, dass es im

Extremfall kinematiktbedingt zur Berührung kommt.

Figur 3 zeigt den Aufbau eines Dämpfers 310 mit einem Schutzrohr 350, wie es auch in Figur 2 dargestellt ist, wobei hier die neue Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit eingebaut ist. Entsprechend ist hier die Dämpferkappe 340 mit Abstandselementen ausgestattet, die einen Führungskäfig zwischen Dämpferrohr 330 und Schutzrohr 350 bilden und dadurch als eine Verlängerung der Dämpferkappe 340 wirken. In der Darstellung von Figur 2 ragt der

Führungskäfig aus dem Schutzrohr heraus und verhindert ein Anschlagen oder Reiben des Schutzrohres 350 am Dämpferrohr 330. Die Dämpferkappe 340 realisiert nicht nur die Führung des Schutzrohrs 350 sondern bildet über einen weiten Einfederbereich eine mechanische Barriere zwischen Schutzrohr 350 und Dämpferrohr 330. Das Schutzrohr ist hier wie in Figur 2 in zwei Bereiche 352 und 354 mit verschiedenen Durchmessern unterteilt. Der untere Teil 354 des Schutzrohres 350 hat einen geringeren Durchmesser, als in der Ausführungsform gemäß Figur 1. Durch diese Zweiteiligkeit kann der Spalt zwischen dem Dämpferrohr 330 und dem Schutzrohr 350 verkleinert werden, so dass weniger leicht Schmutz in den Zwischenraum eindringen kann und so die Kolbenstange 320 besser vor Verschmutzung geschützt wird.

Figur 4 zeigt eine Dämpferkappe, wie sie einerseits üblicherweise nach dem Stand der Technik verwendet wird. Andererseits kann diese Kappe auch um die erfindungsgemäßen

Abstandselemente zum Schutz des Dämpfers erweitert werden. Die Kappe 410 schließt das Dämpferrohr auf der Seite des Dämpfers ab, an welchem die Kolbenstange aus dem

Dämpferrohr ragt. Entsprechend befindet sich in der Dämpferkappe eine Bohrung 420, durch welche die Kolbenstange des Dämpfers hindurch tritt.

In Figur 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Dämpferkappe 542 enthält zusätzlich die Abstandselemente 560, welche als sich in axialer Richtung verlaufende Streben ausgeführt sein können und die an ihren jeweiligen Enden in einen ringförmigen Abschluss münden können. In Richtung der Dämpferkappe kann dieser ringförmige Abschluss direkt an der Dämpferkappe 542 liegen; in der entgegengesetzten Richtung bildet beispielsweise der Abschluss einen abschließenden Ring 570. Hierdurch entsteht ein Führungskäfig (Führungselement) 544 zum Schutz des Dämpfers. Wie in Figur 5 dargestellt, können die Abstandselemente 560 mit zunehmendem Abstand von der

Dämpferkappe dünner werden um ein möglichst günstiges Verhältnis von eingesetztem Material zur Festigkeit des Führungskäfigs zu erzielen. Weiterhin kann der Zwischenraum zwischen den Abstandselementen 560 auch mit Material gefüllt sein, so dass der Führungskäfig 544 ein Rohr bildet, aus welchem die Abstandselemente herausragen können und eine Führung des

Schutzrohres ermöglichen bzw. ein Anschlagen des Schutzrohres am Dämpferrohr verhindern. Die Kombination aus Dämpferkappe 542 und Führungskäfig 544 kann entweder wie in Figur 5 dargestellt aus einem Teil gefertigt sein oder sie kann alternativ zumindest zweiteilig

ausgebildet sein. In diesem Fall besteht diese Kombination im wesentlichen aus einem ersten Teil, nämlich einer bekannten Dämpferkappe 542 und dem Führungskäfig 544, der die

Abstandselemente 560 zur Führung des Schutzrohres enthält. Die Teile können miteinander verschraubt oder dort verrastet sein. Alternativ kann der Führungskäfig 544 auch an die Dämpferkappe 542 angeklebt, angespritzt oder angeschweißt sein.

In Figur 6 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Auch hier enthält die Dämpferkappe 642 zusätzliche Abstandselemente 660, welche mit dem abschließenden Ring 670 zusammen den Führungskäfig 644 zum Schutz des

Dämpfers bilden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform steigt der Durchmesser der

Vorrichtung mit zunehmender Entfernung von der Dämpferkappe 642 (bzw. vom Ort der Befestigung der Dämpferkappe) in Richtung der Abstandselemente 644 (und damit auch in Richtung eines möglicherweise anschlagenden Schutzrohres) an. Dies bedeutet, dass insbesondere der Durchmesser d2 des beispielsweise abschließenden Ringes 670 des

Führungskäfigs 544 größer ist als der Durchmesser d1 am Ort der Dämpferkappe 642. Auf diese Weise reduziert sich der Abstand zwischen dem Schutzrohr und dem Führungskäfig entsprechend mit zunehmendem Abstand von der Dämpferkappe 642. Der Abschluss muss nicht unbedingt ein Ring sein. Es könnten mehrer zusammenhängende Elemente oder einzelne Streben sein.