DE102009031700A1

DE102009031700A1 - Gehäuse eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102009031700A1
Application number: DE102009031700A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Wilhelm; Hubert Strobl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-07-04
Filing date: 2009-07-04
Publication date: 2011-01-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs, das einen Zylinder zur Führung eines Kolbens bildet oder umgibt und dessen Zylinderwand zumindest anteilig aus einem Kunststoffmaterial besteht, wobei der Querschnitt des Gehäuses zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse einwirkende Kräfte gestaltet ist. Es kann die Wandstärke des Gehäuses über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse und/oder über einem Querschnitt betrachtet unterschiedlich sein. Es können im Kunststoffmaterial Metallelemente zu unterschiedlichen Zwecken vorgesehen sein und/oder es kann ein Anbauteil, wie bspw. ein Federteller, einstückig an das Gehäuse angeformt sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs, das einen Zylinder zur Führung eines Kolbens bildet oder umgibt und dessen Zylinderwand zumindest anteilig aus einem Kunststoffmaterial besteht. Zum technischen Umfeld wird lediglich beispielshalber auf die DE 39 01 526 A1 verwiesen, wenngleich in dieser Schrift kein Fahrwerks-Stoßdämpfer, sondern ein Teleskopdämpfer für Gerätedeckel gezeigt ist. Jedoch sind dem Fachmann für die Fahrwerk-Technik von (Kraft)-Fahrzeugen selbstverständlich Stoßdämpfer bekannt.
Fahrwerks-Stoßdämpfer besitzen in der Regel ein aus einem Metallwerkstoff gefertigtes Gehäuse, welches üblicherweise einen kreisringfömigen Querschnitt aufweist. Es werden jedoch bspw. für Offroad-Fahrzeuge auch Dämpferzylinder angeboten, die aus einem Kunststoffmaterial bestehen, vgl. bspw. http://www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet-Link vom 16.Juni 2009). Auch ein in der o. g. DE 39 01 526 A1 gezeigter Teleskopdämpfer besitzt ein Gehäuse aus Kunststoff, welches ein metallisches sog. Innenrohr umhüllt, innerhalb dessen der Dämpferkolben verschiebbar geführt ist.
Mit Verwendung von Kunststoffmaterial für das Gehäuse eines Fahrwerks-Stoßdämpfers ist eine Verringerung des Gewichts möglich, was grundsätzlich von Vorteil ist, jedoch ist darüber hinaus mit einem Kunststoffgehäuse ein weiterer Vorteil erzielbar, den aufzuzeigen sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gestellt hat.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Stoßdämpfer-Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Gehäuses zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse einwirkende Kräfte gestaltet ist. Dabei kann die Wandstärke des Gehäuses über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse und/oder über einem Querschnitt betrachtet unterschiedlich sein. Ferner können im Kunststoffmaterial Metallelemente vorgesehen sein, worauf an späterer Stelle noch näher eingegangen wird.
Während die üblichen metallischen Gehäuse von Fahrwerks-Stoßdämpfern durch für Metallwerkstoff übliche Herstellungsverfahren hergestellt werden, die auf wirtschaftliche Weise praktisch nur die Herstellung von im Querschnitt kreisringförmigen Hohlzylindern ermöglichen, ist mit Anwendung der Fertigungsverfahren für Kunststoff-Werkstoffe praktisch jede beliebige Form relativ einfach darstellbar. Vorliegend wird nun vorgeschlagen, den Querschnitt des Stoßdämpfer-Gehäuses im Hinblick auf die an diesem angreifenden Kräfte belastungsgerecht derart zu gestalten, dass möglichst wenig Material verwendet werden muss und somit nochmals Gewicht eingespart werden kann, indem die Wandstärken des Gehäuses eben belastungsgerecht gestaltet sind oder werden. Bekanntlich müssen die Gehäuse von Fahrzeug-Stoßdämpfern nicht nur Kräfte in Richtung der Zylinderachse, längs derer der Stoßdämpfer-Kolben verschiebbar ist, aufnehmen, sondern auch in zur Zylinderachse senkrechten Richtungen und dabei in einem größeren Umfang in Längsrichtung des Fahrzeugs als in Fahrzeug-Querrichtung. Ferner wirken auf das Gehäuse eines Fahrzeug-Stoßdämpfers Biegemomente ein. Vorrangig im Hinblick auf zumindest eine dieser Belastungen soll nun ein erfindungsgemäßes Stoßdämpfer-Gehäuse geformt sein und hierzu geeignet gestaltete Querschnitte bzw. Wandstärken aufweisen. Zwei mögliche Beispiele hierfür sind in den beiden beigefügten Prinzip-Darstellungen gezeigt.
So zeigt 1 einen Teil-Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform, während in 2 ein Querschnitt in einer (zur Zylinderachse senkrechten) Ebene eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfer-Gehäuses dargestellt ist. Dabei ist mit der Bezugsziffer 1 das Gehäuse und mit der Bezugsziffer 2 der kreiszylindrische Innenraum des (jeweiligen) Stoßdämpfers gekennzeichnet, in welchem in bekannter Weise ein nicht dargestellter Kolben längs der Zylinderachse 3 in einem metallischen kreiszylindrischen Innenrohr 4 verschiebbar geführt ist. Letzteres ist vom Gehäuse 1 umgeben bzw. mit seiner kreiszylindrischen Außenwand vollflächig an der hohlzylindrischen Innenwand des Gehäuses 1 abgestützt, wobei die Verbindung zwischen dem Innenrohr 4 und dem Gehäuse 1 in dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise formschlüssig gestaltet sein kann (vgl. bspw. DE 41 07 375 C2 ).
Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Querschnitt des Gehäuses 1 zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse 3 abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse einwirkende Kräfte gestaltet, indem die Wandstärke des Gehäuses, d. h. die Dicke der Gehäuse-Wand über der Zylinderachse 3 betrachtet unterschiedlich ist. In seinem hier gezeigten oberen Endabschnitt weist das Gehäuse 1 wie ersichtlich eine signifikant geringere Wandstärke auf als an seinem hier gezeigten unteren Endabschnitt, wobei die jeweiligen Querschnitte hier durchaus kreisringförmig sind oder sein können. Diese Formgebung ist im Hinblick auf die Biegemoment-Belastung des Gehäuses besonders günstig, d. h. die Biegesteifigkeit des Gehäuses 1 ist im Bereich mit der höchsten Biegemomentbelastung am höchsten und im Bereich mit der geringsten Biegemomentbelastung am geringsten. Vorliegend ist die Querschnittsänderung über der Zylinderachse 3 betrachtet stufenförmig gestaltet, beispielsweise in Form quasi einzelner übereinander liegender und stoffschlüssig miteinander verbundener Scheiben, abweichend hiervon ist jedoch auch eine kontinuierliche, d. h. stetige Querschnittsänderung möglich.
Beim Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Querschnitt des Gehäuses 1 grundsätzlich bzw. über einem größeren Abschnitt der Zylinderachse 3 betrachtet abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen im Hinblick auf quer zur Zylinderachse 3 einwirkende Kräfte gestaltet, wobei die Wandstärke innerhalb eines Querschnitts betrachtet unterschiedlich ist. In diesem Sinne besitzt die Außenwand des im Querschnitt ringförmigen Gehäuses 1 bspw. die Form einer Ellipse, während die Innenwand kreisförmig ist, um eine vollflächige Abstützung für das Innenrohr 4 bieten zu können. Diese Formgebung ist im Hinblick darauf, dass ein Gehäuse 1 eines Fahrzeug-Stoßdämpfers nicht nur Kräfte in Richtung der Zylinderachse 3, sondern auch in der hierzu senkrechten Ebene und in dieser in einem größeren Umfang in Fahrzeug-Längsrichtung, die mit der längeren Achse der besagten Ellipse zusammenfällt, als in mit der kürzeren Achse der Ellipse zusammenfallenden Fahrzeug-Querrichtung aufnehmen muss, besonders günstig.
Was die detaillierte Gestaltung des Gehäuses 1 eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers betrifft, so sind selbstverständlich eine Vielzahl unterschiedlicher Formgebungen und Ausbildungen möglich. Beispielsweise kann die Gehäuse-Oberfläche in sich strukturiert sein, d. h. Bereiche mit Vertiefungen oder Verstärkungen bspw. in Form einer Wabenstruktur aufweisen, die vorzugsweise abermals belastungsgerecht angeordnet oder ausgestaltet sind oder ist. Auch kann das zumindest anteilig aus einem Kunststoff bestehende und daher mit bekannten Fertigungstechnologien einfach in quasi beliebigen Formen gestaltbare Gehäuse in Hybrid-Bauweise ausgeführt sein und Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien aufweisen, so beispielsweise auch metallische Teilbereiche. Solche metallischen Abschnitte können beispielsweise auch in Form von Metallfäden oder allgemein Metallelementen in ein im wesentlichen in Kunststoff ausgeführtes Stoßdämpfer-Gehäuse integriert sein, um eine verbesserte Wärmeabfuhr an die Umgebung zu gewährleisten. Ferner können geeignete Metallpartikel bzw. Metallelemente im Gehäuse eines regelbaren und somit elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweisenden Stoßdämpfers im Hinblick auf die Verbesserung von dessen elektromagnetischer Verträglichkeit und/oder Optimierung der Regelwirkung eines solchen Stoßdämpfers vorgesehen sein.
Auch kann als Kunststoffmaterial für das Gehäuse eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, dessen grundsätzliche Bauart unerheblich ist, so dass es sich hierbei selbstverständlich beispielsweise sowohl um einen Einrohrdämpfer als auch um einen Zweirohrdämpfer handeln kann, aus Festigkeitsgründen ein faserverstärkter Kunststoff (bspw. CFK) zum Einsatz kommen. Im übrigen ist ein besonderer Vorteil eines vollständig oder zumindest anteilig in Kunststoff ausgeführten Stoßdämpfer-Gehäuses darin zu sehen, dass Anbauteile wie, Leitungshalter oder ähnliches, aber sogar ein Federteller, an welchem sich eine Tragfeder des Fahrzeugs abstützt, einfach und günstig in oder am Gehäuse quasi einstückig angeformt sein oder werden können.
Ebenfalls als Anbauteil betrachtet werden kann eine elektrische Spule, die an oder vorzugsweise in einem Stoßdämpfer-Gehäuse aus Kunststoff vorgesehen sein und dabei mit diesem fertigungstechnisch einfach verbunden werden kann und die mit dem im Gehäuse geführten und geeignet gestalteten Kolben in dem Sinne zusammenwirkt, dass die Dämpferwirkung beeinflussbar ist und/oder aus der Bewegung des Kolbens heraus in der Spule elektrische Energie erzeugt wird, die abgegriffen werden kann, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 3901526 A1 [0001, 0002]
- DE 4107375 C2 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://www.offroadcult.orq/Special/Daempfer/Daempfer.htm (internet-Link vom 16.Juni 2009) [0002]

Claims

Gehäuse (1) eines Stoßdämpfers im Fahrwerk eines Fahrzeugs, das einen Zylinder zur Führung eines Kolbens bildet oder umgibt und dessen Zylinderwand zumindest anteilig aus einem Kunststoffmaterial besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Gehäuses (1) zumindest über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse (3) abweichend von einer Kreisringform mit konstanten Abmessungen belastungsgerecht im Hinblick auf quer zur Zylinderachse (3) einwirkende Kräfte gestaltet ist.
Stoßdämpfer-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Gehäuses (1) über eine größere Teilstrecke der Zylinderachse (3) betrachtet unterschiedlich ist.
Stoßdämpfer-Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wandstärke des Gehäuses (1) über einem Querschnitt betrachtet unterschiedlich ist.
Stoßdämpfer-Gehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kunststoffmaterial Metallelemente vorgesehen sind.
Stoßdämpfer-Gehäuse nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anbauteil, wie bspw. ein Federteller, einstückig an das Gehäuse (1) angeformt ist.