DE102004016556A1

DE102004016556A1 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102004016556A1
Application number: DE102004016556A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Boll; Klaus Peter Klein; Klaus Schmitz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-04-03
Filing date: 2004-04-03
Publication date: 2005-10-27
Also published as: US20050217477A1; US7197975B2

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem an einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszylinder axial verschiebbar angeordneten Kolben, Befestigungselementen, von denen mindestens eines in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist, wobei durch den Innendruck im Arbeitszylinder ein Ventil in der Bohrung der Kolbenstange gegen eine Stirnfläche des Befestigungselementes gehalten wird und dass zwischen der Stirnfläche und dem Ventil eine Entlüftungsbohrung zur Atmosphäre für ein Druckgefälle zum Arbeitsraum sorgt, wobei als Entlüftungsbohrung mindestens eine Nut zwischen der Innenfläche der Kolbenstange und dem Befestigungselement vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem an einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszylinder axial verschiebbar angeordneten Kolben, Befestigungselemente von denen mindestens eines in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist, wobei durch den Innendruck im Arbeitszylinder ein Ventil in der Bohrung der Kolbenstange gegen eine Stirnfläche des Befestigungselementes gehalten wird, und dass zwischen der Stirnfläche und dem Ventil eine Entlüftungsbohrung zur Atmosphäre für ein Druckgefälle zum Arbeitsraum sorgt.

Es sind bereits Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt (z.B. DE 198 48 798 C1 , 5), bei denen im Arbeitszylinder ein axial verschiebbar angeordneter Kolben vorgesehen ist, wobei mindestens eines der Befestigungselemente in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist und gemäß der 5 ein Ventil eines Pumpenstangenkomplexes in axialer Richtung fixiert.

Darüber hinaus sind selbstpumpende hydropneumatische Federbeine mit innerer Niveauregelung bekannt (z.B. DE 33 16 069 C2 ), bei denen ein Ventil eines Pumpenstangenkomplexes unter Zuhilfenahme einer Steuerhülse und eines Schnappringes im Hohlraum der Kolbenstange aufgenommen wird und durch einen Verschlussstopfen, welcher Bestandteil eines Befestigungselementes ist, in seiner axialen Position gehalten wird. Die axiale Fixierung des Druckventiles wird durch den Überdruck des Arbeitsraumes erreicht, da dieser Überdruck ständig über einen Kanal auf einen Teil des Ventilkörpers wirkt. Zwischen dem Ventilkörper und dem Verschlussstopfen ist hierzu eine Entlüftungsbohrung vorgesehen, durch die gewährleistet wird, dass der Innendruck ständig größer ist, als der hinter dem Ventil herrschende Atmosphärendruck. Damit dieses Druckgefälle ständig aufrechterhalten wird, muss eine Verbindung zur Atmosphäre über die Entlüftungsbohrung erfolgen, welche hinter der Dichtung angeordnet sein muss. Durch das Einbringen einer axial verlaufenden Entlüftungsbohrung in der Kolbenstange sind entsprechend aufwendige Fertigungsoperationen notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kolben-Zylinder-Aggregat zu schalten, bei dem eine einfache und kostengünstige Entlüftung zur Atmosphäre im Endbereich der hohlen Kolbenstange geschaffen wird, wobei außerdem ein Fertigungsoptimierung vorgenommen werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Entlüftungsbohrung mindestens eine Nut zwischen der Innenfläche der Kolbenstange und dem Befestigungselement vorgesehen ist.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Entlüftung im Endbereich der hohlen Kolbenstange oder auch im Befestigungselement vorgesehen werden kann.

Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Nut in dem im Endbereich des konisch verlaufenden Teiles der Bohrung der Kolbenstange angeordnet ist oder dass die Nut in der Außenfläche des Befestigungselementes angeordnet ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Nut direkt in der Werkstückspannung, in dem das Gewinde hergestellt wird mit eingebracht werden kann. Es ist dabei unerheblich, ob es sich um das Einbringen im Endbereich der hohlen Kolbenstange oder des Befestigungselementes handelt. Durch die Erzeugung der Nut in einer einzigen Werkstückeinspannung lassen sich die Herstellzeiten und die Herstellkosten sowie die Rüstzeiten reduzieren. Auch die Werkzeugkosten in Bezug auf die Spanelemente sind deutlich geringer.

Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Nut geradlinig verläuft.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die Nut mit einer Steigung über den Innenumfang der Bohrung und/oder des Außenumfanges des Befestigungselementes verläuft.

Eine fertigungstechnisch einfache Ausführungsform sieht vor, dass die Nut spanlos oder spanend eingebracht ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat in Form eines Achsdämpfers
2 ein Kolben-Zylinder-Aggregat in Form eines radführenden Federbeins
3 eine Ausführungsform eines Befestigungselementes mit einer Kolbenstange als Einzelheit
4, 5 und 6 zeigen einzelne Varianten einer Nut als Einzelheit.
Das in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat besteht im wesentlichen aus dem Außenrohr 9, in dem der Arbeitszylinder 10 angeordnet ist, wobei im Arbeitszylinder 10 der Kolben 11 an einer Kolbenstange 2 befestigt ist und zusammen mit der Kolbenstange im Arbeitszylinder 10 axial beweglich angeordnet ist. Das Befestigungselement 4a ist direkt mit dem Außenrohr 9 verbunden, während das Befestigungselement 4b über einen mit Gewinde 3 versehenen Bolzen 6 mit der Kolbenstange 2 verbunden ist. Der Ansatz 5 des Befestigungselementes 4b hat dabei eine sich bis zum Gewinde 3 hin verjüngende Fläche. Die Bohrung 1 der Kolbenstange 2, welche hohl ausgebildet ist, hat dabei eine sich erweiternde Fläche, in die der Ansatz 5 eingreift. Im Hohlraum der Kolbenstange 2 befindet sich dabei ein Ventil 7, welches zu einem Pumpenstangenkomplex gehört und in dieser Ausführungsform nicht näher beschrieben wird. Durch den Innendruck im Arbeitszylinder wird das Ventil 7 am Bolzen 6 zur Anlage gebracht, da zwischen der Atmosphäre und dem Innendruck des Arbeitszylinders ein Druckgefälle vorhanden ist.
In der 2 ist ein Federbein dargestellt, welches ebenfalls mit einem Außenrohr 9 versehen ist, wobei die Kolbenstange 2 über das Gewinde 3 das Befestigungselement 4b trägt. Auch bei dieser Ausführungsform sind verjüngende und sich erweiternde Flächen vorgesehen. Die Verbindung ist im Prinzip wie in 1 dargestellt ausgeführt.
In der 3 ist als Einzelheit der Endbereich der Kolbenstange 2 sowie des Befestigungselementes 4b zu entnehmen. Der Ansatz 5 verjüngt sich bis zum Gewinde 3, während die Bohrung 1 der Kolbenstange 2 in ihrem Endbereich sich erweitert, so dass der Ansatz 5 gegenüber der Kolbenstange 2 zur Anlage kommt. Zur Erzielung einer Druckdichtigkeit ist zwischen dem Ansatz 5 eine Dichtung 8 im Ventil 7 angeordnet. Aus den 4 bis 6 ist jeweils ein Ventilkörper 7 in der hohlen Kolbenstange 2 dargestellt, wobei der Ansatz 5 mit seinem Endbereich am Ventil 7 zur Anlage kommt. Die Dichtung 8 dichtet dabei den Innenraum gegenüber dem Endbereich der Kolbenstange 2 ab. Zur Erzielung einer ausreichenden Entlüftung im Endbereich der Kolbenstange 2 ist eine Nut 12 im konischen Teil der Kolbenstange 2 angeordnet. Diese Nut 12 gewährleistet ein Druckgefälle, da der Endbereich mit der Atmosphäre verbunden ist und der Innenraum des Arbeitszylinders gegenüber diesem Bereich durch die Dichtung 8 abgedichtet ist. Das bedeutet, dass der Innendruck das Ventil 7 ständig gegen den Ansatz 5 drückt.
Die Nut 12 ist gemäß 4 und 5 im Befestigungselement 4 eingebracht, während die Nut 12 in den 6 und 7 jeweils im Endbereich der Kolbenstange 2 vorgesehen ist.
Die Nut 12 lässt sich durch spanabhebende Bearbeitung in dem jeweiligen Bauteil einbringen oder aber spanlos durch eine entsprechende Fertigungsoperation.

1: Bohrung
2: Kolbenstange
3: Gewinde
4: Befestigungselement
5: Ansatz
6: Bolzen
7: Ventil
8: Dichtung
9: Außenrohr
10: Arbeitszylinder
11: Kolben
12: Nut

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem an einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszylinder axial verschiebbar angeordneten Kolben, Befestigungselemente von denen mindestens eines in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist, wobei durch den Innendruck im Arbeitszylinder ein Ventil in der Bohrung der Kolbenstange gegen eine Stirnfläche des Befestigungselementes gehalten wird, und dass zwischen der Stirnfläche und dem Ventil eine Entlüftungsbohrung zur Atmosphäre für ein Druckgefälle zum Arbeitsraum sorgt, dadurch gekennzeichnet, dass als Entlüftungsbohrung mindestens eine Nut (12) zwischen der Innenfläche der Kolbenstange (2) und dem Befestigungselement (4) vorgesehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) in dem im Endbereich des konisch verlaufenden Teiles der Bohrung (1) der Kolbenstange (2) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) in der Außenfläche des Befestigungselementes (4) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) geradlinig verläuft.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) mit einer Steigung über den Innenumfang der Bohrung (1) und/oder des Außenumfanges des Befestigungselementes (4) verläuft.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) spanlos oder spanend eingebracht ist.