DE102008019587B3

DE102008019587B3 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102008019587B3
Application number: DE200810019587
Authority: DE
Inventors: Hartmut Rölleke; Dirk Becker
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-09-17
Anticipated expiration: 2028-04-19

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Zweirohrdämpfer oder Zweirohrfederbeine für Fahrzeuge, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer in den Arbeitszylinder axial eintauchenden Kolbenstange, an deren Ende ein Dämpfungskolben angeordnet ist, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei einer der Arbeitsräume über ein Bodenventil mit dem Ausgleichsraum verbunden ist, wobei das Bodenventil aus einer, mit mindestens einer Öffnung versehenen, Trägerscheibe und einer, mit mindestens einem Durchlass versehenen, Dämpfungsscheibe besteht, wobei die Trägerscheibe und die Dämpfungsscheibe parallel nebeneinander angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Zweirohrdämpfer oder Zweirohrfederbeine für Fahrzeuge, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer in den Arbeitszylinder axial eintauchenden Kolbenstange, an deren Ende ein Dämpfungskolben angeordnet ist, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei einer der Arbeitsräume über ein Bodenventil mit dem Ausgleichsraum verbunden ist, dabei besteht das Bodenventil aus einer, mit mindestens einer Öffnung versehenen, Trägerscheibe und einer, mit mindestens einem Durchlass versehenen, Dämpfungsscheibe, wobei die Trägerscheibe und die Dämpfungsscheibe parallel nebeneinander angeordnet sind.
Es sind bereits Schwingungsdämpfer bekannt (z. B. DE 44 04 834 A1 ), bei denen ein mit Dämpfungsmedium gefülltes Zylinderrohr, in dem ein Kolben an einer Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist, ein Bodenventil, das aus einem Bodenventilkörper besteht, indem Durchtrittsquerschnitte eingebracht sind, die richtungsabhängig von mindestens je einer Scheibe abgedeckt sind. Das Bodenventil trennt dabei einen Arbeitsraum gegenüber dem Zylinderrohr ab. Derartige Bodenventile bestehen aus vielen Bauteilen und verfügen über einen komplexen Aufbau, die eingesetzten Fügeverfahren (Nieten und/oder Schrau ben) benötigen aufwendige und teure Einrichtungen und sind deshalb kostenintensiv.
Bodenventile in Zweirohrdämpfern und Federbeinen werden zur Drosselung des Öl-Volumen-Stromes bzw. zur Erzeugung einer Dämpfkraft herangezogen.
Es sind Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt (z. B. DE 1 936 764 U , DE 29 12 902 ), bei denen ein Bodenventil mit zweiteiligem Aufbau verwendet wird. Aus der DE 39 18 080 A1 ist ein Dämpfungskolben bekannt, bei dem ein Ventil zu entnehmen ist, bei dem mehrere Federscheiben im Mittenbereich eingespannt sind und jeweils entsprechend einer verschieden großen Trägerscheibe auch unterschiedlich auslenkbar sind.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bodenventil eines Kolben-Zylinder-Aggregates derart zu vereinfachen, dass es nicht nur aus wenigen Bauteilen besteht, sondern dass gleichzeitig dabei eine kostengünstige Version, bei Beibehaltung der Funktion gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Dämpfungsscheibe mindestens zwei axial auslenkbare Segmente aufweist, die an ihrem äußeren Rand zusammen mit der Trägerscheibe miteinander verbunden sind und zueinander Durchlässe aufweisen, wobei bei einer Druckbeaufschlagung in Zugrichtung ein Abknickpunkt im Bereich der Innenwandung des Arbeitszylinders mit einem großen Hebelarm eine größere axiale Auslenkung der Segmente für eine geringe Dämpfkraft und in Druckrichtung ein Abknickpunkt im Bereich der Öffnung der Trägerscheibe eine kleinere axiale Auslenkung der Segmente eine höhere Dämpfkraft erzeugt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass dieses Bodenventil aus lediglich zwei Teilen besteht, nämlich der Trägerscheibe mit Durchlassöffnungen, Steueröffnungen und einer Montagezarge und der Dämpfungsscheibe zur Abdeckung der Durchlassöffnungen der Trägerscheibe und eventuell der Abdeckung der Steueröffnungen, sowie Ventillaschen und gegebenenfalls Öffnungen für einen konstanten Durchlass.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Dämpfungsscheibe zwischen der Trägerscheibe und dem Endbereich des Arbeitszylinders eingespannt ist.
Eine konstruktiv günstige Ausführungsform sieht vor, dass der Außenrand der Trägerscheibe zur Zentrierung des Arbeitszylinders vorgesehen ist.
Eine wesentliche Ausgestaltung sieht vor, dass die Trägerscheibe eine zentrische Öffnung aufweist.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass sich mit zunehmender axialer Auslenkung der Durchflussquerschnitt der Segmente vergrößert.
Vorteilhaft ist hierbei, dass bei ausfahrender Kolbenstange die Segmente am äußeren Drehpunkt abheben und einen Durchlass für das Dämpfungsmittel freigeben.
Bei einfahrender Kolbenstange wird das Dämpfungsmittel über konstante Durchlässe geführt, so dass eine Dämpfungskraft entsteht. Mit zunehmender Kolbengeschwindigkeit und damit steigendem Druck im Arbeitszylinder werden die Segmente am inneren Drehpunkt nach unten ausgelenkt und vergrößern somit den Durchflussquerschnitt, so dass die Dämpfungskraft variiert.
Zur Einstellung der Dämpfungskraft können verschiedene Einstellmöglichkeiten herangezogen und realisiert werden, wie z. B. die Materialart der Dämpfungsscheibe, die Wandstärke der Dämpfungsscheibe und die Größe und Form der Öffnung der Trägerscheibe. Durch die definierte Spalte in der Dämpfungsscheibe kann die Vordrosselfunktion realisiert werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Bodenventil, im Schnitt
2 und 3 ein Bodenventil als Einzelheit, im Schnitt bzw. in Draufsicht.
Bei dem in 1 dargestellten Kolben-Zylinder-Aggregat 1 handelt es sich um einen Zweirohr-Dämpfer, bestehend aus einem Arbeitszylinder 3, einem koaxial um den Arbeitszylinder 3 angeordnetes Außenrohr 16, wobei beide zusammen einen Ringraum bilden, der als Ausgleichsraum 7 Verwendung findet.
Im Arbeitszylinder 3 ist die Kolbenstange 4 axial verschieblich eingebracht, wobei an deren Ende der Dämpfungskolben 5 gegebenenfalls mit Dämpfungsventilen angeordnet ist. Der Dämpfungskolben 5 teilt den Arbeitszylinder 3 in die beiden Arbeitsräume 6a und 6b. Im oberen Bereich ist die Kolbenstange 4 abgedichtet durch eine Dichtung 17 zur Atmosphäre herausgeführt.
Im unteren Bereich des Arbeitsraumes 6 ist ein Bodenventil 2 vorgesehen, welches Dämpfungsmittel vom unteren Arbeitsraum 6b in den Ausgleichsraum 7 strömen lässt. Der detaillierte Aufbau des Bodenventiles 2 ist aus den 2 und 3 zu entnehmen.
In der 2 ist als Einzelheit der Arbeitszylinder 3 dargestellt, wobei im unteren Bereich die Trägerscheibe 9 mit ihrem umgebördelten Außenrand 12 den Arbeitszylinder 3 zentriert. Zwischen der Trägerscheibe 9 und dem Arbeitszylinder 3 ist eine Dämpfungsscheibe 11 axial eingespannt.
Die Dämpfungsscheibe 11 ist in dieser Ausführungsform in 3 als Einzelheit dargestellt, wobei die Dämpfungsscheibe mit Segmenten 13a, 13b bis 13n versehen ist, diese Segmente 13 sind an ihrem äußeren Rand 14 miteinander verbunden und zueinander mit Durchlässen 10 versehen. Je nach axialer Auslenkung der Segmente 13 verändert sich der Durchflußquerschnitt 15 in verschiedene Größen.
In der Zugstufe erfährt die Dämpfungsscheibe 11 eine Abknickung im Drehpunkt 18, der im Bereich der Innenwandung des Zylinderrohres 3 angeordnet ist, so dass in der Bewegung der Segmente in Richtung des Arbeitsraumes 6b ein großer Hebelarm vorhanden ist, so dass bei einer geringen Druckbeaufschlagung eine im Verhältnis größere Auslenkung des Segmente erfolgt.
In der Druckstufe dagegen stützt sich die Dämpfungsscheibe 11 an der Trägerscheibe 9 ab, so dass als Drehpunkt für die Auslenkung der Segmente 13 der Drehpunkt 19 im Bereich der Öffnung 8 der Trägerscheibe 9 vorgesehen ist. Da es sich hierbei ausgehend von der Mittenachse 20 des Arbeitszylinders 3 handelt, ist im Verhältnis zur Zugstufe in der Druckstufe ein kleinerer Hebelarm zu erkennen, so dass eine erheblich höhere Druckbeaufschlagung notwendig ist, um die Segmente 13 nach unten auszulenken.
Durch die jeweilige Auslenkung der Segmente 13 in der einen oder anderen Achsrichtung wird ein entsprechend großer Durchflußquerschnitt geschaffen, so dass hiervon ausgehend eine entsprechende Variation der Dämpfungskraft geschaffen wird.

1: Kolben-Zylinder-Aggregat
2: Bodenventil
3: Arbeitszylinder
4: Kolbenstange
5: Dämpfungskolben
6: Arbeitsräume
7: Ausgleichsraum
8: Öffnung
9: Trägerscheibe
10: Durchlaß
11: Dämpfungsscheibe
12: Außenrand
13: Segmente
14: äußerer Rand
15: Durchflußquerschnitt
16: Außenrohr
17: Dichtung
18: Drehpunkt (Zugstufe)
19: Drehpunkt (Druckstufe)
20: Mittenachse

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Zweirohrdämpfer oder Zweirohrfederbeine für Fahrzeuge, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer in den Arbeitszylinder axial eintauchenden Kolbenstange, an deren Ende ein Dämpfungskolben angeordnet ist, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei einer der Arbeitsräume über ein Bodenventil mit dem Ausgleichsraum verbunden ist, dabei besteht das Bodenventil aus einer, mit mindestens einer Öffnung versehenen, Trägerscheibe und einer, mit mindestens einem Durchlass versehenen, Dämpfungsscheibe, wobei die Trägerscheibe und die Dämpfungsscheibe parallel nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsscheibe (11) mindestens zwei axial auslenkbare Segmente (13) aufweist, die an ihrem äußeren Rand zusammen mit der Trägerscheibe (9) miteinander verbunden sind und zueinander Durchlässe (10) aufweisen, wobei bei einer Druckbeaufschlagung in Zugrichtung ein Abknickpunkt im Bereich der Innenwandung des Arbeitszylinders (3) mit einem großen Hebelarm eine größere axiale Auslenkung der Segmente (13) für eine geringe Dämpfkraft und in Druckrichtung ein Abknickpunkt im Bereich der Öffnung (8) der Trägerscheibe (9) eine kleinere axiale Auslenkung der Segmente (13) eine höhere Dämpfkraft erzeugt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsscheibe (11) zwischen der Trägerscheibe (9) und dem Endbereich des Arbeitszylinders (3) eingespannt ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrand (12) der Trägerscheibe (9) zur Zentrierung des Arbeitszylinders (3) vorgesehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerscheibe (9) eine zentrische Öffnung (8) aufweist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich mit zunehmender axialer Auslenkung der Durchflussquerschnitt (15) der Segmente (13) vergrößert.