DE102004039702A1

DE102004039702A1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein

Info

Publication number: DE102004039702A1
Application number: DE200410039702
Authority: DE
Inventors: Armin Ziesche; Wolfgang Bergmann; Eugen Güldenring; Jörg Brandhofer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-08-17
Filing date: 2004-08-17
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: DE102004039702B4

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zylinderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Kolbenstangenführung und eine Dichtung für die Kolbenstange befinden, während der hydraulisch-mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlagring besitzt, welcher mit einem Dämpfring zusammenwirkt, und eine Feder vorgesehen ist, die sich einerseits im Bereich der Kolbenstangenführung und andererseits auf einer mit dem Dämpfring zusammenwirkenden Führungsbuchse abstützt, wobei zwischen dem Anschlagring und der Führungsbuchse ein elastischer Anschlag angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zylinderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Kolbenstangenführung und eine Dichtung für die Kolbenstange befinden, während der hydraulisch-mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlagring besitzt, welcher mit einem Dämpfring zusammenwirkt, und eine Feder vorgesehen ist, die sich einerseits im Bereich der Kolbenstangenführung und andererseits auf einer mit dem Dämpfring zusammenwirkenden Führungsbuchse abstützt.
Es sind bereits Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt, wie z.b. Schwingungsdämpfer oder Federbeine ( DE 28 53 914 C2 , DE 26 55 705 A2 , DE 30 10 690 C2 ), bei denen ein hydraulisch-mechanischer Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen dem Zylinder und der Kolbenstange angeordnet ist. Dieser Zugan schlag besteht im wesentlichen aus einer Feder, einem Dämpfringträger sowie einem Dämpfring, die sich auf einer Anschlagscheibe, welche an der Kolbenstange fixiert ist, abstützen. Der Dämpfring ist dabei axial beweglich, wobei problematisch ist, dass der Dämpfungsringträger sich direkt an der Anschlagscheibe abstützt, so dass einerseits gleitgünstige Materialien verwendet werden müssen, andererseits bilden sich jedoch Geräusche durch die entsprechenden Kontakte der einzelnen Bauteile untereinander.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag zu schaffen, welcher nicht nur eine ausreichende Dämpfung aufweist, sondern der auch noch einfach zu montieren und darüber hinaus geräuscharm ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass zwischen dem Anschlagring und der Führungsbuchse ein elastischer Anschlag angeordnet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass die Bauteile eine einfache und günstige Montage gewährleisten, und dass darüber hinaus im hydraulisch-mechanischen Zuganschlag Geräusche unterbunden werden, da die Bauteile des Zuganschlages von der Kolbenstange im Prinzip entkoppelt sind.
Nach einer weiteren wesentlichen Ausführungsform ist vorgesehen, dass als Anschlag ein Elastomerelement vorgesehen ist.
Zur Einwirkung auf die hydraulische Komponente des Zuganschlages ist vorgesehen, dass der Anschlagring zusammen mit dem Dämpfring und/oder der Führungsbuchse einen hydraulisch veränderbaren Strömungsquerschnitt bildet. Vor teilhaft ist hierbei, dass die Dämpfungskraft durch die hydraulische Komponente des Zuganschlages unter bestimmten Betriebsbedingungen veränderbar ist.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Feder an der Führungsbuchse direkt oder über ein Zwischenelement abstützt. Hierbei lässt sich vorteilhaft vorsehen, dass das Zwischenelement mit mindestens einer Strömungsverbindung versehen ist.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass der Dämpfring gegenüber der Führungsbuchse relativ axial bewegbar ist. Als besonders günstig hat sich dabei herausgestellt, dass bei axialer Bewegung des Dämpfringes gegenüber der Führungsbuchse ein in seinem Querschnitt sich verändernder Strömungskanal freigegeben wird.
Zur Erzielung einer ausreichenden Abstützung der Feder ist vorgesehen, dass als Zwischenelement eine Stützscheibe vorgesehen ist. Des weiteren ist vorgesehen, dass das Zwischenelement mit Ausnehmungen versehen ist, so dass bei anliegendem Dämpfring die Zuganschlagfeder zusammen mit der Führungsbuchse widerstandsfrei zurück gestellt werden kann.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dämpfring als geschlitzter Spannring ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat im Schnitt
2 einen mechanisch-hydraulischen Zuganschlag als Einzelheit gemäß 1
3 und 4 eine Führungsbüchse als Einzelheit in Seitenansicht, geschnitten und in Draufsicht
5 eine weitere Ausführungsform eines Kolben-Zylinder-Aggregates mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag im Schnitt
6 als Einzelheit den in 5 dargestellten hydraulisch mechanischen Zuganschlag im Schnitt
7 bis 9, die in 6 dargestellte Führungsbuchse als Einzelteil in verschiedenen Ansichten.
Das in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat 1 besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 13, dem an der Kolbenstange 5 geführten Dämpfungskolben 4, der den Arbeitszylinder in einen oberen 9 und unteren Arbeitsraum 14 unterteilt. Die Kolbenstange 5 wird abgedichtet über eine Kolbenstangenführung 15 nach außen geführt. Koaxial um den Arbeitszylinder 13 ist zur Bildung eines Ausgleichsraumes ein Mantelrohr 16 vorgesehen. Der Dämpfungskolben 4 ist zur Erzeugung einer Dämpfungskraft mit entsprechenden Ventilen bestückt.
An der Kolbenstange 5 ist ein Anschlagring 3 fest angeordnet, der einen elastischen Anschlag 8 aufweist. Im oberen Bereich des oberen Arbeitsraumes 9 befindet sich die Feder 6, die auf einer Führungsbuchse 7 abgestützt ist und einen Dämpfring 2 im Arbeitszylinder 13 axial bewegt.
In 2 ist als Einzelheit eine Kolbenstange 5 dargestellt, welche koaxial von der Feder 6 umgeben ist, die sich auf der Führungsbuchse 7 abstützt. Zwischen der Führungsbuchse 7 und dem Anschlagring 3 ist einerseits der elastische Anschlag 8 angeordnet und gegenüber dem Anschlagring 3 und der Führungsbuchse 7 relativ axial beweglich der eigentliche Dämpfring 2. Der Dämpfring 2 bildet zusammen mit dem Absatz 17 des Anschlagringes 3 einen hydraulischen Endanschlag, wobei der elastische Anschlag 8 eine geräuschlose Abstützung der Führungsbuchse 7 gewährleistet.
Der Dämpfring 2 ist als geschlitzter Spannring ausgebildet und stützt sich an der Innenwand des Arbeitszylinders 13 ab, und wird in der Auswärtsbewegung der Kolbenstange 5 durch den Absatz 17 nach oben geführt und bei Einwärtsbewegung der Kolbenstange 5 in den Arbeitszylinder 13 hinein durch die Führungsbuchse 7 nach unten mitgenommen. Der Dämpfring 2 und der Anschlagring 3 wird in der Zugrichtung durch einen stetig verengender Strömungsquerschnitt zur Dämpfung in der Endlage des Dämpfungskolbens herangezogen.
In den 3 und 4 ist als Einzelheit eine Führungsbuchse 7 dargestellt, wobei über den Umfang verteilt Strömungsverbindungen 12 angeordnet sind, die eine widerstandsfreie Rückstellung der Zuganschlagfeder 6 zusammen mit der Führungsbuchse 7 bei anliegendem Dämpfring 2 gewährleisten.
In der 5 ist ein weiteres Kolben-Zylinder-Aggregat 1 dargestellt, bei dem wiederum im Bereich der Kolbenstange 5 eine Feder 6 sowie eine Führungsbuchse 7 angeordnet ist. Der Anschlagring 3 ist mit einem elastischen Anschlag 8 zur Abstützung der Führungsbüchse 7 versehen.
Im Bereich der Führungsbuchse 7 ist ein Zwischenelement 11 angeordnet, auf dem sich die Feder 6 abstützt. In diesem Zwischenelement 11 sind Strömungsverbindungen 12 angeordnet, die bei anliegendem Dämpfring 2 der widerstandsfreien Rückstellung der Feder 6 dienen. Zwischen der Innenwandung des Arbeitszylinders 13 und dem Außenumfang der Führungsbuchse 7 ist ein Strömungskanal 10 gebildet, welcher zylindrisch, konisch oder in sonstiger Weise einen veränderbaren Abstand zur Innenwandung des Arbeitszylinders aufweist, so dass der Innenumfang des Dämpfringes 2 zusammen mit diesem Strömungskanal 10 der Führungsbuchse 7 eine hydraulische Dämpfungskraft erzeugen kann.
In der jetzt dargestellten Position befindet sich die Kolbenstange 5 in Zugrichtung, so dass der Dämpfungsring 2 zusammen mit dem Führungsring 7 das hydraulische Dämpfungsmittel beeinflusst.
In der 6 ist in vergrößertem Maßstab nochmals die Kolbenstange 5, der Dämpfungskolben 4 sowie der Anschlagring 3 zusammen mit dem elastischen Anschlag 8 dargestellt. Die Feder 6 stützt sich über das Zwischenelement 11 an der Führungsbuchse 7 ab, dabei wird die hydraulische Dämpfkraft sowohl vom Dämpfring 2 als auch vom Zwischenelement 11 in Zugrichtung der Kolbenstange 5 beeinflusst.
In der 7 ist als Einzelheit eine Führungsbuchse 7 dargestellt, wobei die Innenbohrung der Führungsbuchse 7 stufig ausgebildet ist und zusätzlich in axialer Richtung mit Führungsstegen versehen ist. Der Innenbereich ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen in radialer Richtung umlaufenden ringförmigen Dichtungs-/Führungsbereich besitzt und zur Oberseite hin (in Richtung Stangenführung) in fünf axial angeordnete Führungsstege übergeht.
Aus den 8 und 9 ist als Einzelheit ein Zwischenelement 11 dargestellt, auf dem sich die Feder 6 gemäß 6 abstützt und wobei die Strömungsverbindungen 12, welche über den Umfang des Zwischenelementes 11 verteilt angeordnet sind gegenüber dem Dämpfring 2 gemäß 6 zur Erzielung einer entsprechenden Dämpfungskraft für die hydraulische Komponente des hydraulisch-mechanischen Zuganschlages herangezogen werden.

1: Kolben-Zylinder-Aggregat
2: Dämpfring
3: Anschlagring
4: Dämpfungskolben
5: Kolbenstange
6: Feder
7: Führungsbuchse
8: elastischer Anschlag
9: oberer Arbeitsraum
10: Strömungskanal
11: Zwischenelement
12: Strömungsverbindung
13: Arbeitszylinder
14: unterer Arbeitsraum
15: Kolbenstangenführung
16: Mantelrohr
17: Absatz
18: zylindrische Rundung

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zylinderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Kolbenstangenführung und eine Dichtung für die Kolbenstange befinden, während der hydraulisch-mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlagring besitzt, welcher mit einem Dämpfring zusammenwirkt, und eine Feder vorgesehen ist, die sich einerseits im Bereich der Kolbenstangenführung und andererseits auf einer mit dem Dämpfring zusammenwirkenden Führungsbuchse abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlagring (3) und der Führungsbuchse (7) ein elastischer Anschlag (8) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Anschlag (8) ein Elastomerelement vorgesehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (3) zusammen mit dem Dämpfring (2) und/oder der Führungsbuchse (7) einen hydraulisch veränderbaren Strömungsquerschnitt bildet.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Feder (6) an der Führungsbuchse (7) direkt oder über ein Zwischenelement (11) abstützt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (11) mit mindestens einer Strömungsverbindung (12) versehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfring (2) gegenüber der Führungsbuchse (7) relativ axial bewegbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei axialer Bewegung des Dämpfringes (2) gegenüber der Führungsbuchse (7) ein in seinem Querschnitt sich verändernder Strömungskanal (10) freigegeben wird.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenelement (11) eine Stützscheibe vorgesehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (11) mit Ausnehmungen (12) versehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfring (2) als geschlitzter Spannring ausgebildet ist.