Zylinder, Schwinqunqsdämpfer sowie Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Trennplatte eines Schwingungsdämpfers mit einem Zylinder des Schwingungsdämpfers.

Bei bekannten Zweirohr-Schwingungsdämpfern ist an einem Ende eine Kolbenstangenführung angeordnet und am anderen Ende ein an einer Trennplatte befestigtes Bodenventil. Dabei werden Trennplatten üblicherweise gegenüber dem Zylinder abgedichtet, das heißt mit einer Dichtung versehen. Das entsprechende Dichtelement wird wie bei einem Kolben in eine Nut eingeführt und steht über diese hinaus. Danach wird die Trennplatte am Zylinder befestigt.

Auch die Kolbenstangenführung selbst kann als Trennplatte angesehen werden.

Dabei kann es vorkommen, dass nach dem Verbinden der Trennplatte und dem Zylinder die Dichtheit der Verbindung nicht ausreichend ist.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein Verfahren zum Verbinden einer Trennplatte und eines Zylinders anzugeben, bei dem die Dichtheit der verbundenen Teile verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs erwähnte Verfahren vorgesehen mit den Schritten:

- Bereitstellen des Zylinders,

- Bereitstellen der Trennplatte, wobei an der Mantelfläche der Trennplatte eine Nut vorhanden ist, in die ein Dichtungselement eingeführt ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Trennplatte ist,

- Einführen der Trennplatte in den Zylinder und Positionierung an einer vorgegebenen Höhe, und - Verformung des Zylinders derart, dass ein Teil des Zylinders in die Nut der Trennplatte eingreift.

Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass der Außendurchmesser des Dichtelements kleiner ist als der Außendurchmesser der Trennplatte. Dementsprechend ist das Dichtelement vollständig in der Nut verborgen und berührt daher beim Einführen der Trennplatte in den Zylinder die Innenwandung des Zylinders nicht. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass Dichtheitsprobleme auftreten können, weil das Dichtelement an der Innenwandung des Zylinders entlangfährt und dabei beschädigt werden kann. Durch die beschriebenen Schritte wird die Beschädigung des Dichtelementes vermieden, wodurch die Dichtheit zwischen Trennplatte und Zylinder verbessert ist.

Als Trennplatte wird dabei jedes kreisscheibenförmige oder ringförmige Element angesehen, das auf der ringförmigen Außenseite, die in diesem Fall eine Mantelfläche ist, eine Nut zur Aufnahme eines Dichtelementes aufweist. Die Trennplatte kann entweder im Zylinder zwei Räume voneinander abtrennen, sie kann aber auch am Ende eines Zylinders vorgesehen sein, wo sie den Zylinderinnenraum und den Zylinderaußenraum voneinander trennt. Hierzu ist die Trennplatte nicht geschlossen, vielmehr weist sie üblicherweise wenigstens eine Öffnung zur Aufnahme beispielsweise eines Ventils oder einer Kolbenstangenführung auf.

Bevorzugt ist die Trennplatte von den Enden des Zylinders beabstandet angeordnet, bzw. wird die Trennplatte beabstandet zu den Enden des Zylinders angeordnet. Demnach ist sie im mittleren Bereich des Zylinders angeordnet, der abgesehen von den Endbereichen alles umfasst. Hier ist die Verwendung einer Trennplatte mit einem Dichtelement, das vollständig in einer Nut verborgen ist, besonders vorteilhaft, da bei einem Einschieben der Trennplatte lediglich in den Endbereich kaum Probleme durch die Zerstörung des Dichtelementes auftreten.

Vorteilhafterweise kann als Zylinder der Arbeitszylinder des Schwingungsdämpfers verwendet werden. Wie beschrieben muss die Trennplatte nicht kreisscheibenförmig ausgebildet sein, es reicht eine ringförmige Ausbildung. Dementsprechend kann die Trennplatte auch zumindest grundsätzlich andere Zylinder in sich einschließen. Bevorzugt wird die Trennplatte aber am innersten Zylinder, insbesondere im Arbeitszylinder, befestigt.

Vorzugsweise kann als Dichtungselement ein Elastomer verwendet werden. Elastomere sind biegsam und elastisch und können daher leicht verformt werden.

Mit besonderem Vorteil kann der Zylinder zur Verformung verrollt werden. Dabei handelt es sich um eine kostengünstige und stabile Art der Verformung, die auch mit der benötigten Toleranz durchführbar ist.

Vorzugsweise kann die Trennplatte wenigstens eine Öffnung aufweisen, die mit einem Ventil verbunden wird. Das heißt, dass das Ventil die Öffnung der Trennplatte belegt, und dementsprechend ein Fluid, das die Trennplatte passieren soll, durch das Ventil strömen muss.

Vorzugsweise kann der Zylinder so verformt werden, dass sich der Zylinder und das Dichtelement berühren. D.h. dass ein Teil des verformten Abschnitts und das Dichtelement in Kontakt kommen. Bei einer Verrollung wird der Zylinder also so tief gerollt, dass das Dichtelement, das ja innerhalb der Nut verborgen ist, und der Zylinder eine Kontaktfläche aufweisen. Besonders bevorzugt findet eine Verformung des Zylinders derart statt, dass ein Teil des Zylinders in die Nut der Trennplatte eingreift und das Dichtelement vorspannt. Das Dichtelement wird dabei elastisch verformt. Bevorzugt wird der Zylinder also so verformt, dass der Zylinder das Dichtelement in die Nut einpresst. Dadurch erhält der Zylinder eine Doppelfunktion. Einerseits hält er die Trennplatte, andererseits dichtet er auch zusammen mit dem Dichtelement die Verbindungsstelle ab. Die Kontaktfläche zwischen Zylinder und Dichtelement ist dabei eine Ringfläche. Die Verformung des Zylinders erfolgt also in Umfangsrichtung gleichförmig.

Mit besonderem Vorteil kann vor dem Einführen der Trennplatte an der einen Seite der Trennplatte ein Zylinderraum befestigt werden, der einen Ausgleichsraum und einen Trennkolben umfasst. Dabei ist der ölgefüllte Teilraum des Zylinderraums über die Trennplatte mit dem Arbeitsraum des Zylinders verbunden, während auf der Trennplatten abgewandten Seite des Trennkolbens ein Gas bevorratet ist. Auf diese Art und Weise kann der Ausgleichsraum als separates Element in den Zylinder des Schwingungsdämpfers eingeführt werden.

Daneben betrifft die Anmeldung einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Zylinder und einer Trennplatte zum Unterteilen des Zylinders. Der Schwingungsdämpfer zeichnet sich dadurch aus, dass die Trennplatte eine umlaufende Nut besitzt, in der ein Dichtelement angeordnet ist, wobei der Außendurchmesser des Dichtelementes kleiner ist als der Außendurchmesser der Trennplatte und der Zylinder umgeformt ist, so dass sich Dichtelement und Zylinder berühren. Vorteilhafte Weiterbildungen des Schwingungsdämpfers korrespondieren zu entsprechenden Merkmalen des Verfahrens, auf die diesbezüglich verwiesen wird.

Vorteilhafterweise kann der Schwingungsdämpfer ein Einrohrdämpfer sein. Als Ein- rohrdämpfer wird neben herkömmlichen Einrohrdämpfern mit einem Rohr auch jeder andere Dämpfer angesehen, der nach dessen Wirkprinzip arbeitet. Dies bedeutet, dass ein in einem zylindrischen Raum eingeschlossenes Gasvolumen als Ausgleichsvolumen, bevorzugt an einem Ende des Schwingungsdämpfers angeordnet ist. Bei rekuperierenden Schwingungsdämpfern können beispielsweise mehrere Rohre vorgesehen sein, wobei die weiteren Rohre lediglich das hydraulische Medium zu einer Pumpe o.ä. leiten. Vom Wirkprinzip her funktioniert der Dämpfer als Einroh rdämpf er.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrwerk, das wenigstens einen Schwingungsdämpfer umfasst. Das Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingungsdämpfer wie beschrieben ausgebildet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Schwingungsdämpfer in Teilansicht, Figur 2 einen Ausschnitt des Schwingungsdämpfers gemäß Figur 1 im Detail, und

Figur 3 ein Ablaufschema zur Befestigung einer Trennplatte an einem Schwingungsdämpfer.

Figur 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 mit einem Zylinder 2, einer Trennplatte 3, einer Kolbenstangenführung 4, einem Kolben 5 und einer Kolbenstange 6. Der Schwingungsdämpfer 1 besitzt zwar mehr Rohre, arbeitet vom Wirkprinzip her aber wie ein Einrohrdämpfer.

Die Trennplatte 3 weist eine Nut 7 auf, in der sich ein Dichtelement 8 befindet. Im Bereich der Nut 7 weist der Zylinder 2 eine Umformungsstelle 9 auf, die in die Nut 7 eingreift. An dieser Stelle ist der Zylinder 2 verrollt, wobei der Zylinder 2 so umgeformt ist, dass sich das Dichtelement 8 und der Zylinder 2 berühren.

Unterhalb der Trennplatte 3 ist ein Zylinderraum 10 angeordnet. Der Zylinderraum 10 weist einen Ausgleichsraum 12 sowie einen Trennkolben 14 auf. Auch der Trennkolben 14 weist ein Dichtelement 1 6 auf, das ringförmig ausgebildet und in einer Nut angeordnet ist. Im Unterschied zum Dichtelement 8 ragt das Dichtelement 1 6 im nicht eingebauten Zustand aber über die Außenseite des Trennkolbens 14 hinaus während im Einbauzustand das Dichtelement 1 6 und der Trennkolben 14 bzw. die Außenseite des Trennkolbens 14 den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Üblicherweise besteht aber ein geringfügiges Spiel zwischen dem Trennkolben 14 und der Innenwand des Zylinderraumes 10, so dass also das Dichtelement 1 6 immer einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Trennkolben 14. Das Dichtelement 1 6 dichtet dementsprechend dadurch ab, dass es zwischen der Nut und der Innenwand des Zylinderraumes 10 eingeklemmt ist.

An der dem Ventil 18 zugewandten Seite des Zylinderraumes 10 besitzt dieser zumindest eine Öffnung, um den Raumbereich 20 hydraulisch mit dem Arbeitsraum 22 des Zylinders zu verbinden. Figur 2 zeigt den Bereich um das Ventil 18 herum im Detail. Der Zylinder 2, in diesem Fall auch Behälterrohr genannt, ist an der Umformstelle 9 derart eingerollt, dass er das Dichtelement 8 berührt und dieses gegen die Innenwand der Nut 7 presst. Die Nut 7 ist an der Mantelfläche der Trennplatte 3 eingebracht, und erstreckt sich in Um- fangsrichtung. Das heißt, dass die Nut 7 eine ringförmige Nut ist. Dadurch dass der Zylinder 2 so umgeformt ist, dass sich Zylinder 2 und Dichtelement 8 berühren, stützt der Zylinder 2 einerseits die Trennplatte 3 formschlüssig ab, andererseits dichtet der Zylinder 2 auch selbst im Zusammenspiel mit dem Dichtelement 8 ab, was ohne Verformung des Zylinders 2 aufgrund der Ausgestaltung des Dichtelementes 8 nicht möglich wäre.

Das Dichtelement 8 ist als Elastomer ausgebildet. In der Mitte der Trennplatte 3 ist eine Öffnung vorgesehen, die den Arbeitsraum 22 und den Raumbereich 20 des Zylinderraumes 10 über das Ventil 18 verbindet. Neben dem Ausgleichsraum 12 kann auch der Ringraum 24 als Ausgleichsraum verwendet werden, indem der Ausgleichsraum 12 und der Ringraum 24 offen miteinander verbunden sind. Dies weist den weiteren Vorteil auf, dass im Bereich des Ringraumes 24 eine Gasbefülleinrichtung 26 vorgesehen werden kann, mit der der Ausgleichsraum 12 und der Ringraum 24 mit Gas befüllbar sind. Zur Verbindung des Ausgleichsraums 12 und des Ringraums 24 ist beispielsweise ein Kanal 28 vorgesehen, der ebenfalls ringförmig ausgebildet ist.

Figur 3 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zum Verbinden einer Trennplatte eines Schwingungsdämpfers mit einem Zylinder des Schwingungsdämpfers. In Schritt S1 wird ein Zylinder bereitgestellt und in Schritt S2 eine Trennplatte 3. An der Mantelfläche der Trennplatte ist eine Nut 7 vorhanden, in die ein Dichtungselement 8 eingeführt ist. Dabei ist der Außendurchmesser des Dichtelementes 8 kleiner als der Außendurchmesser der Trennplatte 3. Dies gilt bereits im nicht eingebauten Zustand. In einem optionalen Schritt S3 wird an der einen Seite der Trennplatte 3 ein Zylinderraum 10 angeordnet. Dieser kann formschlüssig oder reibschlüssig mit der Trennplatte 3 verbunden sein. Die Befestigung muss derart sein, dass sich die Trennplatte 3 und der Zylinderraum 10 gemeinsam in den Zylinder 2 einführen lassen, was als Schritt S4 erfolgt. Als Schritt S5 wird der Verband bestehend aus Trennplatte 3 und Zylinderraum 10 im Zylinder 2 axial positioniert und verformt. Durch den Rückversatz des Dichtelementes 8 kann es während des Einschiebens in den Zylinder 2 nicht beschädigt werden. Zum Verformen wird der Zylinder im Bereich der Nut 7 der Trennplatte 3 umlaufend radial nach Innen verformt, insbesondere verrollt. Dadurch wird die Trennplatte formschlüssig in axialer Richtung gehalten und gleichzeitig das Dichtelement 8 in der Nut 7 der Trennplatte 3 radial vorgespannt, wodurch der Gasraum vom Ölraum sicher getrennt ist.

Im folgenden Schritt S6 können weitere Montageschritte, wie beispielsweise das Befüllen mit Gas oder Öl vorgesehen sein. Schritt S6 beinhaltet alle auf die Verrollung folgenden Arbeitsschritte zur Montage des Schwingungsdämpfers 1 .

Bezuqszeichen

1 Schwingungsdämpfer

Zylinder

Trennplatte

Kolbenstangenführung

Kolben

6 Kolbenstange

7 Nut

8 Dichtelement

9 Umformstelle

10 Zylinderraum

12 Ausgleichsraum

14 Trennkolben

1 6 Dichtelement

18 Ventil

20 Raumbereich

22 Arbeitsraum

24 Ringraum

26 Gasbefülleinrichtung

28 Kanal

S1 Schritt

S2 Schritt

S3 Schritt

S4 Schritt

S5 Schritt

S6 Schritt