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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Zuganschlag, der dazu eingerichtet ist, eine über den Kolbenstangenhub progressiv ansteigende hydraulische Dämpfkraft zu erzeugen.
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Derartige Schwingungsdämpfer kommen insbesondere in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Um zu verhindern, dass bei schnellen Kolbenstangenbewegungen in Zugrichtung mit großer Amplitude Beschädigungen des Schwingungsdampfers auftreten oder den Fahrkomfort herabsetzende schlagartige Anschlagkräfte auftreten, ist es bekannt, sogenannte hydraulische Zuganschläge in dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers vorzusehen. Bei den bekannten hydraulischen Zuganschlägen entspricht es dem Stand der Technik, dass diese so eingerichtet sind, dass sie in Abhängigkeit von der Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung eine hydraulische Dämpfungskraft erzeugen, die einen progressiven Kennlinienverlauf aufweist. Je weiter sich die Kolbenstange in Zugrichtung bewegt, desto größer wird bei diesen Zuganschlägen bei konstanter Geschwindigkeit die erzeugte hydraulische Zuganschlagkraft.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Zuganschläge weisen Zuganschlaghülsen auf, die in ein Rohr des Schwingungsdämpfers eingesetzt sind und mit einer Zusatzkolbenanordnung zusammenwirken, welche an der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers befestigt ist und mit dieser mitbewegt wird, wenn sich die Kolbenstange in Zugrichtung bewegt. Die Zusatzkolbenanordnung ist zwischen dem Arbeitskolben und dem Verschlusspaket des Schwingungsdämpfers angeordnet. Sie tritt ab einem bestimmten Kolbenstangenhub an einem ersten, dem Arbeitskolben zugewandten Ende der Zuganschlaghülse in einen von der Zuganschlaghülse umschlossenen Innenraum ein. Mit fortschreitendem Hub in Zugrichtung verdrängt die Zusatzkolbenanordnung die in dem Innenraum vorhandene Dämpfungsflüssigkeit aus dem Innenraum. Die Zuganschlaghülse weist an ihrem ersten Ende einen Durchflussquerschnitt auf, welcher den Innenraum der Zuganschlaghülse mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum derart verbindet, dass die durch die Zusatzkolbenanordnung verdrängte Dämpfungsflüssigkeit unter Erzeugung einer hydraulischen Zuganschlagkraft aus dem Innenraum in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum strömt. Um den angestrebten progressiven Kennlinienverlauf der auf die beschriebene Weise erzeugten hydraulischen Zuganschlagkraft zu erreichen, ist vorgesehen, dass die Größe des für die verdrängte Dämpfungsflüssigkeit zur Verfügung stehenden Durchflussquerschnitts mit zunehmendem Kolbenstangenhub kleiner wird.
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Aus der europäischen Patentschrift
EP 2 910 811 B1 ist ein hydraulischer Anschlag bekannt, bei dem ein an der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers befestigtes Hubbegrenzungselement 6 (stroke limiter member 6) einem rohrförmigen Körper 20 (tubular body 20) zusammenwirkt. Der rohrförmige Körper 20 weist in Axialrichtung einen ersten Abschnitt mit einem großen Innen- und Außendurchmesser und einen zweiten Abschnitt mit einem kleinen Innen- und Außendurchmesser auf, wobei der erste Abschnitt mit dem zweiten Abschnitt über einen konischen Übergangsabschnitt verbunden ist. Der zweite Abschnitt mit dem kleinen Innen- und Außendurchmesser ist einem geschlossenen Ende des rohrförmigen Körpers 20 zugeordnet. In der Innenwand des rohrförmigen Körpers 20 sind axiale Strömungskanäle 27 (axial flow channels 27) vorgesehen. Die Strömungskanäle 27 erstrecken sich über den zweiten Abschnitt und den konischen Übergangsabschnitt (vgl.
1), so dass dann, wenn das Hubbegrenzungselement 6 mit der Kolbenstange 3 in den zweiten Abschnitt des rohrförmigen Körpers 20 eintritt, die verdrängte Dämpfungsflüssigkeit über die Strömungskanäle 27 in den ersten Abschnitt mit dem gro-ßen Innen- und Außendurchmesser überströmen kann. Die dabei erzeugte hydraulische Anschlagkraft weist über den Kolbenstangenhub einen progressiven Kennlinienverlauf auf, weil sich die durch die Strömungskanäle 27 bereitgestellte frei durchströmbare Querschnittsfläche mit zunehmendem Hub des Hubbegrenzungselements 6 immer mehr verringert.
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Nachteilig bei dem aus
EP 2 910 811 B1 bekannten hydraulischen Anschlag ist, dass der Zusammenbau des Schwingungsdämpfers mit dem Zuganschlag aufwendig und nicht gut automatisierbar ist, weil die Zuganschlaghülse und das Verschlusspaket während des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers separat gehandhabt und zusammengebaut werden müssen. Wie der rohrförmige Körper 20 im eingebauten Zustand relativ zu einem Verschlusspaket des Schwingungsdämpfers angeordnet ist, ist in der
EP 2 910 811 B1 nicht offenbart.
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Des Weiteren ist nachteilig, dass der rohrförmige Körper eine aufwendige Form mit unterschiedlichen Innen- und Außendurchmessern hat, die es auch erforderlich machen kann, dass das nicht dargestellte Dämpferrohr, in welchem der rohrförmige Körper angeordnet ist, ebenfalls eine aufwendige Form mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen muss. Nachteilig ist auch, dass der rohrförmige Körper schwer ist, weil die Wanddicke des rohrförmigen Körpers relativ groß ausgebildet sein muss. Denn nur, wenn der rohrförmige Körper eine ausreichend große Wandstärke aufweist, können die Strömungskanäle 27 so dimensioniert und gestaltet werden, dass sich die durch die Strömungskanäle 27 bereitgestellte, frei durchströmbare Querschnittsfläche über den Kolbenstangenhub so ändert, dass der gewünschte Kennlinienverlauf der erzeugbaren hydraulischen Anschlagkraft erreicht wird.
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Aus der europäischen Patentschrift
EP 3 176 464 B1 ist ein hydraulischer Zuganschlag eines Schwingungsdämpfers für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges bekannt, der einen Einsatz 12 (insert 12) umfasst, welcher in dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers angeordnet ist, d.h. in dem Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers, durch den sich die Kolbenstange 4 erstreckt. Der Einsatz 12 weist eine zylindrische Hülsenform mit zwei offenen Enden auf (vgl.
3a,
3b). Im eingebauten Zustand (vgl.
1) weist der Einsatz 12 ein dem Arbeitskolben 3 (main piston assembly 3) des Schwingungsdämpfers zugewandtes erstes Ende und ein dem Verschlusspaket 5 (sealed piston rod guide 5) des Schwingungsdämpfers zugewandtes zweites Ende auf. Ausgehend von dem ersten Ende sind in der Innenwand des Einsatzes 12 Nuten 122 (grooves 122) angeordnet. Die Nuten 122 erstrecken sich ausgehend von dem Einlass 121 (inlet 121) des Einsatzes 12 in Axialrichtung. Die Querschnittsfläche der Nuten 122 ist am Einlass 121 des Einsatzes 12 am größten und nimmt kontinuierlich bis auf null ab. Die zusätzliche Kolbeneinheit 13 (additional piston assembly 13) wird durch eine Bewegung der Kolbenstange ab einer bestimmten Bewegungsamplitude in den Einsatz 12 hineinbewegt (vgl.
1). Die sich im Inneren des Einsatzes 12 befindende Dämpfungsflüssigkeit wird dabei durch die zusätzliche Kolbeneinheit 13 verdrängt und strömt durch den von den Nuten 122 bereitgestellten freien Strömungsquerschnitt in den kolbenstangeseitigen Arbeitsraum 7 (rebound chamber 7) des Schwingungsdämpfers. Aufgrund der mit zunehmenden Hub der zusätzlichen Kolbeneinheit 13 abnehmenden frei durchströmbaren Querschnittsfläche steigt die Kennlinie der erzeugten hydraulischen Zuganschlagkraft progressiv an. Zusätzlich zu den Nuten 122 weist der Einsatz 12 auch noch sogenannte Sicherheitsnuten 123 (safety grooves 123, vgl.
3d) auf, die sich über die gesamte Länge des Einsatzes 12 erstrecken und eine konstante, frei durchströmbare Mindestquerschnittsfläche festlegen.
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Bei dem aus der
EP 3 176 464 B1 bekannten hydraulischen Zuganschlag ist nachteilig, dass der Zusammenbau des Schwingungsdämpfers mit dem Zuganschlag aufwendig und nicht gut automatisierbar ist, weil die Zuganschlaghülse während des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers auf eine radiale Aufnahmefläche des Verschlusspakets lediglich aufgesteckt wird. Wegen dieser lösbaren Steckverbindung kann die Zuganschlaghülse mit dem Verschlusspaket nicht als separate Vorbaugruppe vorab teilmontiert werden.
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Nachteilig bei dem aus der
EP 3 176 464 B1 bekannten hydraulischen Zuganschlag ist weiter, dass der Einsatz 12 schwer ist, weil die Wanddicke des Einsatzes 12 relativ groß ausgebildet sein muss. Denn nur, wenn der Einsatz 12 eine ausreichend große Wandstärke aufweist, können die Nuten 122 so dimensioniert und gestaltet werden, dass sich die durch die Nuten 122 bereitgestellte, frei durchströmbare Querschnittsfläche über den Kolbenstangenhub so ändert, dass der gewünschte Kennlinienverlauf der erzeugbaren hydraulischen Zuganschlagkraft erreicht wird.
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In der deutschen Patentschrift
DE 101 05 101 C1 wird ein Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Zuganschlag offenbart, welcher dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs entspricht. Insbesondere wird unter Bezugnahme auf
4 der
DE 101 05 101 C1 beschrieben, dass die Hülse 27 einen hubabhängigen Durchlassquerschnitt aufweisen kann, der als sich in Längsrichtung (genauer gesagt in Zugrichtung) verjüngender Ausschnitt in der Hülse ausgebildet ist. Es wird beschrieben, dass dadurch eine große Freizügigkeit für die Wahl des Durchlassquerschnitts geschaffen werde.
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Die in
4 der
DE 101 05 101 C1 dargestellte Ausführungsform zeigt einen wegabhängig veränderlichen Durchlassquerschnitt 33 in der Hülse 27. Dieser Durchlassquerschnitt 33 wird durch einen Ausschnitt in der Hülse 27 gebildet, der im Bereich der Ablagenut 15 die größte Breite aufweist. Die Breite nimmt in axialer Richtung ab. Das Ende des Ausschnitts kann so gelegt werden, dass durch den hydraulischen Zuganschlag bei Erreichen dieser Position durch den Dämpfungsring eine quasi hydraulische Blockierung der ausfahrenden Kolbenstange erfolgt. Im eingebauten Zustand der Hülse 27 stützt sich diese mit ihrem oberen Ende an einer zum kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 hinweisenden Stirnfläche des Verschlusspakets 5 ab (vgl.
1 und
2).
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Auch bei dem aus
DE 101 05 101 C1 bekannten Zuganschlag ist nachteilig, dass die Hülse 27 und das Verschlusspaket5 (welches in der
DE 101 05 101 C1 als Kolbenstangenführung 5 bezeichnet wird) während des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers als getrennte Bauteile gehandhabt und eingebaut werden müssen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Zuganschlag anzugeben, der im Vergleich zu dem eingangs diskutierten Stand der Technik leichter zusammengebaut werden kann. Die Handhabung der zusammenzubauenden Teile soll einfacher und besser automatisierbar sein. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zu Grunde, eine zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer geeignete Zuganschlaghülse zur Verfügung zu stellen. Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Zusammenbau eines Schwingungsdämpfers mit hydraulischem Zuganschlag anzugeben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1. Hinsichtlich der Zuganschlaghülse wird die Aufgabe durch eine Zuganschlaghülse nach Anspruch 8 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Die Erfindung sieht vor, dass die Zuganschlaghülse an ihrem zweiten (im eingebauten Zustand dem Verschlusspaket des Schwingungsdämpfers zugewandten) Ende radial in Richtung Schwingungsdämpfermitte weisende Rastnasen aufweist, die an in Radialrichtung federnd ausgebildeten Federelementen vorgesehen sind, wobei das Verschlusspaket mindestens ein Gegenelement aufweist, in welches die Rastnasen unter Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Zuganschlaghülse und Verschlusspaket einrastbar sind. Dadurch wird es ermöglicht, die Zuganschlaghülse und das Verschlusspaket vor dem Einbau in den Schwingungsdämpfer und unabhängig von dem Einbau in den Schwingungsdämpfer zu einer Vorbaugruppe zusammenzubauen. Die Vorbaugruppe kann daher örtlich und/oder zeitlich getrennt von dem Zusammenbau des Schwingungsdämpfers vormontiert werden. Die Vorbaugruppe kann zum Ort des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers transportiert/zugeliefert werden. Die separate Handhabung von Zuganschlaghülse einerseits und Verschlusspaket andererseits entfällt. Dadurch wird die Handhabung der Bauteile und der Zusammenbau der Schwingungsdämpfer erheblich vereinfacht.
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Die Erfindung ermöglicht es auch besser, die Montage der Vorbaugruppe und den Zusammenbau des Schwingungsdämpfers zu automatisieren, weil in der Montageanlage keine separate Hülse gehandhabt werden muss. Die Vorbaugruppe, bestehend aus Verschlusspaket und Hülse, kann in der Anlage ähnlich montiert werden wie nur das Verschlusspaket.
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Die Erfindung kann sowohl bei Einrohrdämpfern als auch bei Zweirohrdämpfern eingesetzt werden.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rastnasen und das Gegenelement dazu eingerichtet sind, eine in Zugrichtung und in Druckrichtung wirksame formschlüssige Verbindung auszubilden. Dadurch wird erreicht, dass sich die beiden Bauteile Zuganschlaghülse und Verschlusspaket nicht mehr ohne Weiteres voneinander lösen lassen, so dass sie bei der Handhabung nicht unbeabsichtigt voneinander getrennt werden. Dies erleichtert die Handhabung und macht sie sicherer. Um die formschlüssige Verbindung der beiden Bauteile aufzuheben, müssen die Federelemente aktiv radial nach außen ausgefedert werden, so dass die Rastnasen außer Eingriff mit dem Gegenelement kommen.
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Wenn im Rahmen der fortschreitenden Montage des Schwingungsdämpfers die Vorbaugruppe in das Rohr des Schwingungsdämpfers eingeschoben wird, so wird die formschlüssige Rastverbindung zwischen den Rastnasen und dem Gegenelement durch das Rohr verriegelt. D.h. die Innenwandung des Rohres verhindert, dass die Rastnasen in Radialrichtung ausfedern und ihre formschlüssige Verbindung mit dem Gegenelement verlieren können.
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Grundsätzlich kann erfindungsgemäß das Gegenelement in unterschiedlicher Form an dem Verschlusspaket ausgebildet sein. So kann das Gegenelement ein separates Bauteil sein, das mit anderen Bauteilen, die das Verschlusspaket bilden, verbunden ist. Das Gegenelement kann aber auch in einer Komponente des Verschlusspakets integriert ausgebildet sein. Das Gegenelement kann zum Beispiel ein ringförmiger Körper sein, in dem eine Mehrzahl von Aufnahmetaschen ausgebildet sind, in welche die an der Anschlaghülse ausgebildeten Rastnasen einrasten können. Sowohl die Anzahl als auch die Verteilung der Aufnahmetaschen über den Umfang kann dann der Anzahl und der Verteilung der Rastnasen über den Umfang entsprechen. Alternativ können die Aufnahmetaschen auch als sich über einen Umfangsbereich des Verschlusspakets erstreckende nutförmige Ausnehmungen ausgebildet sein. In diesem Fall können mehrere Rastnasen in ein und dieselbe Ausnehmung einrasten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gegenelement als in Umfangsrichtung umlaufende Radialnut ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass beim Zusammenbauen der Vorbaugruppe weiter erleichtert wird, weil nicht darauf geachtet werden muss, dass die Zuganschlaghülse und das Verschlusspaket sich relativ zueinander in einer bestimmten Winkelposition befinden.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Federelemente als separate Bauteile ausgebildet und an dem dem Verschlusspaket zugewandten zweiten Ende der Zuganschlaghülse befestigt sind. Die Federelemente können jedoch auch in die Zuganschlaghülse integriert ausgebildet sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Federelemente als aus dem Material der Zuganschlaghülse freigeschnittene, mit der Zuganschlaghülse einstückig ausgebildete Federzungen ausgebildet sind. Auf diese Weise wird eine konstruktiv einfach ausgebildete Zuganschlaghülse bereitgestellt, die robust ausgebildet ist und einfach montiert werden kann. Dies erleichtert sowohl den Zusammenbau der Vorbaugruppe als auch den Zusammenbau des Schwingungsdämpfers.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zuganschlaghülse an ihrer Innenmantelfläche eine an dem Verschlusspaket oder an ihrer Außenmantelfläche eine an dem Rohr im eingebauten Zustand dichtend anliegende, umlaufende Dichtwulst aufweist. Bei der Montage des Rohres wird eine Verpressung der Dichtwulst erzeugt und somit eine Abdichtung gegen das Verschlusspaket (im Fall der an der Innenmantelfläche ausgebildeten Dichtwulst) oder das Dämpferrohr (im Fall der an der Außenmantelfläche ausgebildeten Dichtwulst) bewirkt. Hierdurch wird bei einem Druckaufbau innerhalb der Zuganschlaghülse ein axiales Hinterströmen der Zuganschlaghülse bzw. des Verschlusspaketes verhindert.
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Alternativ oder zusätzlich zu einer Abdichtung über eine an der Innenmantelfläche der Zuganschlaghülse angeordnete Dichtwulst, die gegen das Verschlusspaket abdichtet, kann zur Abdichtung der Zuganschlaghülse gegen das Verschlusspaket ein O-Ring vorgesehen sein. Der O-Ring kann z.B. in einer Nut aufgenommen sein, die in einer Mantelfläche des Verschlusspakets vorgesehen ist. Der O-Ring wirkt dann dichtend mit der Innenmantelfläche der Zuganschlaghülse zusammen. Grundsätzlich wäre auch denkbar, dass die den O-Ring aufnehmende Nut in der Innenmantelfläche der Zuganschlaghülse angeordnet ist und dichtend mit einer Außenmantelfläche des Verschlusspakets zusammenwirkt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Durchflussquerschnitt durch mindestens zwei Ausschnitte in der Wand der Zuganschlaghülse gebildet ist, wobei die Ausschnitte äquidistant über den Umfang der Zuganschlaghülse verteilt angeordnet sind, und wobei der Kennlinienverlauf der Zuganschlaghülse durch die Kontur des die Ausschnitte begrenzenden Randes vorgebbar ist. Die Kontur der Ausschnitte ist ein Abstimmparameter für den Konstrukteur. Die Ausschnitte können in der Breite und Länge variieren. Die Gestaltung der Kontur der Ausschnitte ermöglicht eine Anpassung des Kennlinienverlaufs in weiten Grenzen.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Bereitstellung des Durchflussquerschnitts durch konturierte Ausschnitte kann die Zuganschlaghülse dünnwandig ausgebildet werden, wodurch Gewicht gespart wird. Als dünnwandig wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Zuganschlaghülse mit einer Wandstärke von 0,5 mm bis 1,5 mm angesehen. Bei solchen Zuganschlaghülsen, bei denen der Durchflussquerschnitt durch am Innenmantel ausgebildete Nuten mit veränderlicher Tiefe oder Breite bereitgestellt wird, muss eine gewisse Wandstärke vorhanden sein, um die erforderliche Größe des Durchflussquerschnitts erreichen zu können. Insbesondere im Vergleich zu solchen Zuganschlaghülsen kann durch die erfindungsgemäß ausgebildeten konturierten Ausschnitte eine signifikant geringere Wandstärke realisiert und die damit verbundene Gewichtsreduzierung erreicht werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Zuganschlaghülse aus Kunststoff oder aus Stahl hergestellt. Insbesondere bei einer als dünnwandige Stahlhülse ausgebildeten Zuganschlaghülse können die Federelemente einfach erzeugt werden und weisen die Federelemente sehr gute Federeigenschaften auf.
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Die Erfindung betrifft auch eine Zuganschlaghülse zur Verwendung in einem Schwingungsdämpfer. Die erfindungsgemäße Zuganschlaghülse weist an ihrem im eingebauten Zustand einem Verschlusspaket des Schwingungsdämpfers zugewandten zweiten Ende radial in Richtung Schwingungsdämpfermitte weisende Rastnasen auf, die an in Radialrichtung federnd ausgebildeten Federelementen vorgesehen sind, wobei die Rastnasen dazu eingerichtet sind, in ein Gegenelement eines Verschlusspaketes des Schwingungsdämpfers unter Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Zuganschlaghülse und dem Verschlusspaket einzurasten. Die Zuganschlaghülsen sind durch die Rastnasen speziell zum Zusammenwirken mit einem Verschlusspaket eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ausgebildet, welches das entsprechende Gegenelement zum Einrasten der Rastnasen aufweist. Gleichzeitig stellen die erfindungsgemäß ausgebildeten Zuganschlaghülsen ein eigenständiges Handelsgut dar, dass unabhängig von den Verschlusspaketen und den anderen Schwingungsdämpferkomponenten hergestellt und vertrieben werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- V1) Bereitstellen einer Zuganschlaghülse, die an ihrem im eingebauten Zustand einem Verschlusspaket des Schwingungsdämpfers zugewandten zweiten Ende radial in Richtung Schwingungsdämpfermitte weisende Rastnasen aufweist, die an in Radialrichtung federnd ausgebildeten Federelementen vorgesehen sind;
- V2) Bereitstellen eines Verschlusspakets zum Verschließen des Schwingungsdämpfers, wobei das Verschlusspaket mindestens ein Gegenelement aufweist, in welches die Rastnasen unter Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen Zuganschlaghülse und Verschlusspaket einrastbar sind;
- V3) Aufschieben der Anschlaghülse mit den Rastnasen voran und von dem im eingebauten Zustand dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers zugewandten Ende des Verschlusspakets her unter Auffedern der Federelemente in Radialrichtung nach außen und Weiterschieben der Anschlaghülse, bis die Rastnasen in das Gegenelement eingerastet sind, so dass die Zuganschlaghülse und das Verschlusspaket eine formschlüssig miteinander verbundene Vorbaugruppe bilden;
- V4) Aufschieben des Rohres des Schwingungsdämpfers über die Federelemente der Zuganschlaghülse unter Arretierung der formschlüssigen Verbindung zwischen Zuganschlaghülse und Verschlusspaket.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Verfahrensschritte V1) bis V3) zeitlich und örtlich unabhängig von dem Verfahrensschritt V4) und weiteren zum Zusammenbau des Schwingungsdämpfers erforderlichen Verfahrens- bzw. Montageschritten auszuführen. Dadurch wird der Prozess des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers wesentlich flexibler. Auch kann der Prozess besser automatisiert werden, weil die komplette Vorbaugruppe an die Montagelinie für den Zusammenbau des Schwingungsdämpfers geliefert werden kann. Die Anlieferung der Vorbaugruppe kann dabei „just-in-time“ erfolgen, so dass die Zuganschlaghülsen und die Verschlusspakete nicht getrennt voneinander bevorratet und bereitgestellt werden müssen. Das vereinfacht die Lagerhaltung und die Logistik der Teileanlieferung an die Montagelinie für den Zusammenbau der Schwingungsdämpfer.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch
- 1 einen erfindungsmäßen Einrohrdämpfer im axialen Halbschnitt in einem Betriebszustand, bei dem der hydraulische Zuganschlag noch nicht wirksam ist;
- 2 den erfindungsmäßen Einrohrdämpfer nach 1 in einem Betriebszustand, bei dem der hydraulische Zuganschlag wirksam ist;
- 3 eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen hydraulischen Zuganschlags in dem Betriebszustand gemäß 2;
- 4 einen erfindungsmäßen Zweirohrdämpfer im axialen Halbschnitt in einem Betriebszustand, bei dem der hydraulische Zuganschlag noch nicht wirksam ist;
- 5 den erfindungsmäßen Zweirohrdämpfer nach 4 in einem Betriebszustand, bei dem der hydraulische Zuganschlag wirksam ist;
- 6 eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen hydraulischen Zuganschlags in dem Betriebszustand gemäß 5;
- 7a - 7b eine erfindungsgemäße Zuganschlaghülse in verschiedenen Ansichten;
- 8 eine erfindungsmäße Zuganschlaghülse mit am Außenmantel angeordneter Dichtwulst;
- 9 eine erfindungsmäße Zuganschlaghülse mit am Innenmantel angeordneter Dichtwulst.
- 10 eine Abdichtung zwischen Zuganschlaghülse und Verschlusspaket mittels eines O-Rings.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen, als Einrohrdämpfer ausgebildeten Schwingungsdämpfer im axialen Halbschnitt. Der Schwingungsdämpfer weist ein Rohr 3 auf, in dem eine Kolbenstange 2 in Zugrichtung Z und in Druckrichtung D bewegbar angeordnet ist. Die Kolbenstange 2 trägt einen Arbeitskolben 4, welcher den Innenraum des Rohres 3 in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 8 unterteilt. Die beiden Arbeitsräume sind mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt. Der Schwingungsdämpfer weist ferner einen Trennkolben 40 auf, der den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 8 von einem Druckgasraum 41 trennt.
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Der Schwingungsdämpfer ist durch ein Verschlusspaket 5 verschlossen. Das Verschlusspaket 5 bildet gleichzeitig eine Führung für die Kolbenstange 2. Die Kolbenstange 2 trägt eine Zusatzkolbenanordnung 6, die zwischen dem Arbeitskolben 4 und dem Verschlusspaket 5 angeordnet ist.
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Der Schwingungsdämpfer weist einen hydraulischen Zuganschlag 1 auf, der eine Zuganschlaghülse 9 umfasst. Die Zuganschlaghülse 9 weist ein erstes Ende 10 und ein zweites Ende 11 auf. Das erste Ende 10 ist dem Arbeitskolben 4 zugewandt, während das zweite Ende 11 dem Verschlusspaket 5 zugewandt ist.
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Die Zuganschlaghülse 9 ist formschlüssig über Rastnasen 13 mit dem Verschlusspaket 5 verbunden (vgl. die vergrößerte Darstellung in 3). Die Zuganschlaghülse 9 weist an ihrer Außenmantelfläche 21 eine Dichtwulst 22 auf (siehe 8), die dichtend an dem Innenumfang des Rohres 3 anliegt. Aufgrund der Gesamtansicht des Schwingungsdämpfers ist die Dichtwulst 22 in 1 und 2 nicht zu erkennen.
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In dem in 1 dargestellten Betriebszustand des Schwingungsdämpfers, in dem sich die Kolbenstange 2 in Zugrichtung Z bewegt, entfaltet der erfindungsgemäße Zuganschlag 1 noch keine Wirkung, weil die Zusatzkolbenanordnung 6 noch nicht in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 eingetreten ist.
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2 zeigt den Schwingungsdämpfer gemäß 1 in einem Betriebszustand, in dem der Zuganschlag 1 wirksam ist. Die Zusatzkolbenanordnung 6 ist in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 eingefahren und bewegt sich weiter in Zugrichtung Z. Dabei wird von der Zusatzkolbenanordnung 6 Dämpfungsflüssigkeit aus dem Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 verdrängt und strömt über den an dem ersten Ende 10 der Zuganschlaghülse vorgesehenen Durchflussquerschnitt (vgl. 3, 6, 7a, 7b, 8 und 9) in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7. Dadurch wird eine hydraulische Zuganschlagkraft erzeugt. Da die durchströmbare Fläche des Durchflussquerschnitts in Zugrichtung Z abnimmt steigt der Kennlinienverlauf der Zuganschlagkraft progressiv an.
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In 3 ist der erfindungsgemäße hydraulische Zuganschlag 1 in dem Betriebszustand gemäß 2 in einer vergrößerten Darstellung abgebildet. Die Kolbenstange 2 bewegt sich in Zugrichtung Z. Die Zusatzkolbenanordnung 6 ist in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse eingefahren und bewegt sich in Zugrichtung Z, wobei sie aus dem Innenraum 12 Dämpfungsflüssigkeit über den Durchflussquerschnitt in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 verdrängt. Dabei wird die angestrebte progressive hydraulische Zuganschlagkraft erzeugt.
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Die Zuganschlaghülse weist an ihrem ersten Ende eine Einlaufschräge 50 auf, welche das Eintreten der Zusatzkolbenanordnung 6 in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 erleichtert. Mit ihrer Außenmantelfläche 21 liegt die Zuganschlaghülse 9 an der inneren Mantelfläche des Rohres 3 an. An ihrem dem Verschlusspaket 5 zugewandten zweiten Ende 11 weist die Zuganschlaghülse 9 Rastnasen 13 auf. Die Rastnasen 13 sind an als Federzungen 17 ausgebildeten Federelementen 14 angeordnet (vgl. 7a, 7b) und weisen radial in Richtung Schwingungsdämpfermitte. Das Verschlusspaket 5 weist ein als umlaufende Radialnut 16 ausgebildetes Gegenelement 15 auf. Die Rastnasen 13 sind in das Gegenelement 15, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel in die Radialnut 16, so eingerastet, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Zuganschlaghülse 9 und dem Verschlusspaket 5 besteht. Die formschlüssige Verbindung ist sowohl in Zugrichtung Z als auch in Druckrichtung D wirksam.
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Die vorstehend beschriebene Rastverbindung zwischen der Zuganschlaghülse 9 und dem Verschlusspaket 5 ermöglicht es, unabhängig von dem Prozess des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers eine die Zuganschlaghülse 9 und das Verschlusspaket 5 umfassende Vorbaugruppe zu montieren. Die Vorbaugruppe kann z.B. als vormontierte Einheit an die Montagelinie für den Zusammenbau des Schwingungsdämpfers angeliefert werden. Der Zusammenbau des Schwingungsdämpfers kann dadurch flexibilisiert und vereinfacht werden.
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Nach dem Einsetzen des Verschlusspaketes 5 in das Rohr 3 wird durch lokale plastische Verformung des Rohres 3 eine Sickenverbindung zwischen Rohr 3 und Verschlusspaket 5 erzeugt, durch die das Verschlusspaket 5 dauerhaft in seiner Position fixiert und gehalten wird.
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4 zeigt einen als Zweirohrdämpfer ausgebildeten erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer mit einem Außenrohr 90 und einem das Innenrohr bildenden Rohr 3. Der Schwingungsdämpfer weist eine an dem Außenrohr 90 adaptierte Dämpfungsventileinrichtung 60 auf.
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In dem Rohr 3 ist die Kolbenstange 2 in Zugrichtung Z und in Druckrichtung D bewegbar angeordnet. Die Kolbenstange 2 trägt den Arbeitskolben 4, welcher den Innenraum des Rohres 3 in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 8 unterteilt. Die beiden Arbeitsräume 7, 8 sind mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt. Der Schwingungsdämpfer weist ferner an dem dem Verschlusspaket 5 gegenüberliegenden Ende des Rohres 3 ein Bodenventil 70 auf.
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Das Rohr 3 ist durch ein Verschlusspaket 5 verschlossen. Das Verschlusspaket 5 bildet gleichzeitig eine Führung für die Kolbenstange 2. Die Kolbenstange 2 trägt eine Zusatzkolbenanordnung 6, die zwischen dem Arbeitskolben 4 und dem Verschlusspaket 5 angeordnet ist.
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Der Schwingungsdämpfer weist einen hydraulischen Zuganschlag 1 auf, der eine Zuganschlaghülse 9 umfasst. Die Zuganschlaghülse 9 weist ein erstes Ende 10 und ein zweites Ende 11 auf. Das erste Ende 10 ist dem Arbeitskolben 4 zugewandt, während das zweite Ende 11 dem Verschlusspaket 5 zugewandt ist.
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Die Zuganschlaghülse 9 ist formschlüssig über Rastnasen 13 mit dem Verschlusspaket 5 verbunden (vgl. die vergrößerte Darstellung in 6). Die Zuganschlaghülse 9 weist an ihrer Außenmantelfläche 21 eine Dichtwulst 22 auf (siehe 8), die dichtend an dem Innenumfang des Rohres 3 anliegt. Aufgrund der Gesamtansicht des Schwingungsdämpfers ist die Dichtwulst 22 in 4 und 5 nicht zu erkennen.
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In dem in 4 dargestellten Betriebszustand des Schwingungsdämpfers, in dem sich die Kolbenstange 2 in Zugrichtung Z bewegt, entfaltet der erfindungsgemäße Zuganschlag 1 noch keine Wirkung, weil die Zusatzkolbenanordnung 6 noch nicht in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 eingetreten ist.
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5 einen erfindungsmäßen Einrohrdämpfer im axialen Halbschnitt in einem Betriebszustand, bei dem der hydraulische Zuganschlag noch nicht wirksam ist;
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2 zeigt den Schwingungsdämpfer gemäß 4 in einem Betriebszustand, in dem der Zuganschlag 1 wirksam ist. Die Zusatzkolbenanordnung 6 ist in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 eingefahren und bewegt sich weiter in Zugrichtung Z. Dabei wird von der Zusatzkolbenanordnung 6 Dämpfungsflüssigkeit aus dem Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 verdrängt und strömt über den an dem ersten Ende 10 der Zuganschlaghülse 9 vorgesehenen Durchflussquerschnitt (vgl. 6, 7a, 7b, 8 und 9) in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7. Dadurch wird eine hydraulische Zuganschlagkraft erzeugt. Da die durchströmbare Fläche des Durchflussquerschnitts in Zugrichtung Z abnimmt steigt der Kennlinienverlauf der Zuganschlagkraft progressiv an.
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In 6 ist der erfindungsgemäße hydraulische Zuganschlag 1 in dem Betriebszustand gemäß 5 in einer vergrößerten Darstellung abgebildet. Die Kolbenstange 2 bewegt sich in Zugrichtung Z. Die Zusatzkolbenanordnung 6 ist in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 eingefahren und bewegt sich in Zugrichtung Z, wobei sie aus dem Innenraum 12 Dämpfungsflüssigkeit über den Durchflussquerschnitt in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 verdrängt. Dabei wird die angestrebte progressive hydraulische Zuganschlagkraft erzeugt.
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Die Zuganschlaghülse 9 weist an ihrem ersten Ende eine Einlaufschräge 50 auf, welche das Eintreten der Zusatzkolbenanordnung 6 in den Innenraum 12 der Zuganschlaghülse 9 erleichtert. Mit ihrer Außenmantelfläche 21 liegt die Zuganschlaghülse 9 an der inneren Mantelfläche des Rohres 3 an. An ihrem dem Verschlusspaket 5 zugewandten zweiten Ende 11 weist die Zuganschlaghülse 9 Rastnasen 13 auf. Die Rastnasen 13 sind an als Federzungen 17 ausgebildeten Federelementen 14 angeordnet (vgl. 7a, 7b) und weisen radial in Richtung Schwingungsdämpfermitte. Das Verschlusspaket 5 weist ein als umlaufende Radialnut 16 ausgebildetes Gegenelement 15 auf. Die Rastnasen 13 sind in das Gegenelement 15, d.h. im dargestellten Ausführungsbeispiel in die Radialnut 16, so eingerastet, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Zuganschlaghülse 9 und dem Verschlusspaket 5 besteht. Die formschlüssige Verbindung ist sowohl in Zugrichtung Z als auch in Druckrichtung D wirksam.
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Die vorstehend beschriebene Rastverbindung zwischen der Zuganschlaghülse 9 und dem Verschlusspaket 5 ermöglicht es, unabhängig von dem Prozess des Zusammenbaus des Schwingungsdämpfers eine die Zuganschlaghülse 9 und das Verschlusspaket 5 umfassende Vorbaugruppe zu montieren. Die Vorbaugruppe kann z.B. als vormontierte Einheit an die Montagelinie für den Zusammenbau des Schwingungsdämpfers angeliefert werden. Der Zusammenbau des Schwingungsdämpfers kann dadurch flexibilisiert und vereinfacht werden.
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Das Verschlusspaket 5 umfasst eine Armierscheibe 80, welche von dem umgebogenen Ende des Außenrohrs 90 des Schwingungsdämpfers im Position gehalten wird. Das Außenrohr 90 wird durch die Anschlagkappe 91 verschlossen.
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Die 7a und 7b zeigen eine erfindungsgemäße Zuganschlaghülse 9 im axialen Halbschnitt bzw. in einer perspektivischen Ansicht. An dem ersten Ende 10 ist die Einlaufschräge 50 zur Erleichterung des Eintritts der Zusatzkolbenanordnung 6 ausgebildet.
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Von dem ersten Ende 10 ausgehend erstrecken sich die in der Zuganschlaghülse 9 ausgebildeten Ausschnitte 30 in Zugrichtung Z, welche den Durchflussquerschnitt bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind über den Umfang verteilt drei Ausschnitte 30 vorgesehen, wobei die drei Ausschnitte 30 äquidistant entsprechend einer 120°-Teilung über den Umfang verteilt angeordnet sind. An dem zweiten Ende 11 sind als Federzungen 17 ausgebildete Federelemente 14 angeordnet. Die Federelemente 14 können sind bei Belastung in Radialrichtung elastisch federnd bewegen. Die Federelemente 14 tragen Rastnasen 13. Die Rastnasen 13 weisen radial in Richtung Mitte der Zuganschlaghülse 9. Die Rastnasen 13 sind dazu eingerichtet, in ein Gegenelement 15 eines in den 7a und 7b nicht dargestellten Verschlusspaketes 5 (vgl. 1 bis 6) des Schwingungsdämpfers unter Ausbildung einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Zuganschlaghülse 9 und dem Verschlusspaket 5 einzurasten.
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In der vergrößerten Darstellung eines Teils der Zuganschlaghülse 9 gemäß 8 ist zu erkennen, dass an der Außenmantelfläche 21 der Zuganschlaghülse 9 eine Dichtwulst 22 angeordnet ist. In einem in den Schwingungsdämpfer eingebauten Zustand der Zuganschlaghülse 9 wirkt die Dichtwulst 22 dichtend mit der inneren Mantelfläche des Rohres 3 (in 8 nicht dargestellt) des Schwingungsdämpfers zusammen. Durch diese Abdichtung wird ein Hinterströmen der Zuganschlaghülse 9 bzw. des Verschlusspaketes 5 in Axialrichtung verhindert.
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9 zeigt eine zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 alternative Möglichkeit der Abdichtung. Hierbei ist die Dichtwulst an der Innenmantelfläche 20 der Zuganschlaghülse 9 angeordnet. In einem in den Schwingungsdämpfer eingebauten Zustand der Zuganschlaghülse 9 wirkt die Dichtwulst 22 dichtend mit einer radialen Außenfläche des Verschlusspaketes 5 des Schwingungsdämpfers zusammen. Durch diese Abdichtung wird ein Hinterströmen der Zuganschlaghülse 9 bzw. des Verschlusspaketes 5 in Axialrichtung verhindert.
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10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zur Abdichtung der Zuganschlaghülse 9 gegen das Verschlusspaket 5 ein O-Ring 23 vorgesehen ist. Der O-Ring 23 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in einer Nut 24 aufgenommen, die in einer Mantelfläche des Verschlusspakets 5 vorgesehen ist. Der O-Ring 23 wirkt dichtend mit der Innenmantelfläche 20 der Zuganschlaghülse 9 zusammen. Auch durch diese Abdichtung wird ein Hinterströmen der Zuganschlaghülse 9 bzw. des Verschlusspaketes 5 in Axialrichtung verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zuganschlag
- 2
- Kolbenstange
- 3
- Rohr
- 4
- Arbeitskolben
- 5
- Verschlusspaket
- 6
- Zusatzkolbenanordnung
- 7
- kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
- 8
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 9
- Zuganschlaghülse
- 10
- erstes Ende
- 11
- zweites Ende
- 12
- Innenraum
- 13
- Rastnasen
- 14
- Federelemente
- 15
- Gegenelement
- 16
- Radialnut
- 17
- Federzungen
- 20
- Innenmantelfläche
- 21
- Außenmantelfläche
- 22
- Dichtwulst
- 23
- O-Ring
- 24
- Nut
- 30
- Ausschnitt
- 40
- Trennkolben
- 41
- Druckgasraum
- 50
- Einlaufschräge
- 60
- adaptierte Dämpfungsventileinrichtung
- 70
- Bodenventil
- 80
- Armierscheibe
- 90
- Außenrohr
- Z
- Zugrichtung
- D
- Druckrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2910811 B1 [0004, 0005]
- EP 3176464 B1 [0007, 0008, 0009]
- DE 10105101 C1 [0010, 0011, 0012]
