DE102008024039A1

DE102008024039A1 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102008024039A1
Application number: DE102008024039A
Authority: DE
Inventors: Dirk Litterscheid; Johannes Hoof; Holger Beck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2009-11-26

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesndere Schwingungsdämpfer, Federbein, hydropneumatische Niveauregelung für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Arbeitszylinder, einen im Arbeitszylinder an einer Kolbenstange befestigten, axial verschiebbaren, mit mindestens einer Dämpfungseinrichtung versehenen Kolben, einer die Kolbenstange zur Atmosphäre abdichtenden Kolbenstangenführung sowie Befestigungselemente zur Befestigung des Kolben-Zylinder-Aggregats, einerseits am Fahrwerk und andererseits am Fahrzeugaufbau, wobei sich der Kolben gegenüber der Kolbenstange und/oder die Kolbenstange gegenüber der Kolbenstangenführung elastisch abstützt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Schwingungsdämpfer, Federbein, hydropneumatische Niveauregelung für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Arbeitszylinder, einen im Arbeitszylinder an einer Kolbenstange befestigten, axial verschiebbaren, mit mindestens einer Dämpfungseinrichtung versehenen Kolben, einer, die Kolbenstange zur Atmosphäre abdichtenden, Kolbenstangenführung, sowie Befestigungselemente zur Befestigung des Kolben-Zylinder-Aggregats, einerseits am Fahrwerk und andererseits am Fahrzeugaufbau.
Es sind bereits Schwingungsdämpfer bekannt ( DE 100 28 114 C2 , DE 101 01 177 C1 ), bei denen im Arbeitszylinder ein Dämpfungskolben axial verschieblich an einer Kolbenstange angeordnet ist und bei dem der Dämpfungskolben mindestens eine Dämpfungseinrichtung für die Zug- und Druckdämpfung aufweist. Die Kolbenstange wird dabei unter Zuhilfenahme einer Kolbenstangenführung abgedichtet gegenüber der Atmosphäre nach außen geführt. Derartige Schwingungsdämpfer sind zwischen dem Fahrwerk und dem Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Die, durch die Schaltvorgänge der Dämpfungseinrichtung entstehenden Druckschwankungen im Kolben-Zylinder-Aggregat werden in Form von Kraftunstetigkeiten bzw. Beschleunigungen über die Kolbenstange in die Befestigungselemente bzw. in den Fahrzeugaufbau übertragen. Bei ungünstiger Auslegung der Befestigungselemente bzw. des Fahrzeugaufbaus werden die Druckschwankungen zu, vom menschlichen Gehör wahrnehmbaren, Geräuschen verstärkt. In diesem Fall ist eine Minimierung derartiger Störeinflüsse in der Regel mit einer Änderung der Dämpfungsventile der Dämpfungseinrichtung verbunden. Dabei ist die Ausführung der Dämpfungsventile häufig das Ergebnis von umfangreichen Abstimmaktivitäten im Fahrzeug, wobei eine nachträgliche Änderung der Dämpfungsventile gleichzeitig das Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges nachhaltig negativ verändert. Der Fahrzeughersteller akzeptiert derartige Störungen nicht, da oftmals weitere Fahrabstimmungen durch Änderung der Dämpfungsventile notwendig werden, so dass jeweils am Anfang der Entwicklungsaktivitäten schnellstmöglich ein Kompromiss von Fahr- und Geräuschverhalten des Schwingungsdämpfers gefunden werden muss.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kolben-Zylinder-Aggregat derart weiter zu entwickeln, dass die vom Kolben-Zylinder-Aggregat auf den Fahrzeugaufbau übertragenen Geräuschemissionen minimiert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich der Kolben gegenüber der Kolbenstange und/oder die Kolbenstange gegenüber der Kolbenstangenführung elastisch abstützt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch eine Isolierung des Dämpfungskolbens gegenüber der Kolbenstange und/oder der Kolbenstange gegenüber seiner Abdichtung zur Atmosphäre bzw. der Führung in der Kolbenstangenführung die Geräuschübertragung minimiert werden kann.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass die elastische Abstützung durch jeweils mindestens ein Elastomerlager erfolgt. Die Verwendung von Elastomerlagern zwischen den einzelnen Bauteilen ist problemlos anwendbar, da diese Elastomerlager nicht nur mit den benachbarten Bauteilen in Eingriff stehen, sondern es lassen sich auch durch Vulkanisation Baugruppen bilden, die einerseits die Geräuschübertragung dämpfen, auf der anderen Seite durch die Vulkanisation auch an den gewünschten Stellen eine Abdichtung erzielen.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass radial zwischen dem Zapfen der Kolbenstange und der Innenbohrung des Kolbens ein Elastomerlager vorgesehen ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass die in der Dämpfungseinrichtung des Kolbens entstehenden Kraftunstetigkeiten direkt an ihrem Ursprung angegriffen werden und damit keine Übertragung durch das Elastomerlager auf die Kolbenstange gestatten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine in der Kolbenstangenführung angeordnete, die Kolbenstange zur Atmosphäre abdichtende Dichtung über ein Elastomerlager abgestützt ist.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass eine in der Kolbenstangenführung angeordnete, die Kolbenstange führende, Führungsbuchse über ein Elastomerlager abgestützt ist.
Vorteilhaft ist bei diesen Ausgestaltungen, dass die Kolbenstange im Bereich ihres Austritts aus dem Kolben-Zylinder-Aggregat in die Atmosphäre sowohl an der sie abdichtenden Dichtung als auch an der Führung elastisch gehalten werden kann. Hierdurch wird wiederum die Übertragungsfunktion vom Kolben-Zylinder-Aggregat über das Befestigungselement zum Fahrzeugaufbau optimiert.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die elastische Abstützung durch metallische Federelemente erfolgt.
Eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform sieht vor, dass die elastische Abstützung durch Gummi-Metall-Buchsen erfolgt.
Des Weiteren kann vorgesehen werden, dass die elastische Abstützung durch hydraulisch dämpfende Gummilager erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat in Form eines Schwingungsdämpfers, teils im Schnitt
2 und 3 jeweils ein schematisches Funktionsbild eines Kolben-Zylinder-Aggregats mit den zu dämpfenden Positionen.
Das in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat 1 besteht im Wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 2, in dessen Innenraum der Kolben 5 an einer Kolbenstange 3 befestigt und axial beweglich gehalten ist. Der Kolben 5 ist mit einer Dämpfungseinrichtung 4 zur Dämpfung in der Zug- und Druckrichtung versehen, so dass hier das Dämpfungsmittel über die Dämpfungseinrichtung 4 von einem Arbeitsraum in den anderen Arbeitsraum und umgekehrt gelangen kann.
Das Kolben-Zylinder-Aggregat ist des Weiteren mit Befestigungselementen 7a und 7b versehen, die einerseits der Befestigung am Fahrwerk und andererseits der Befestigung am Fahrzeugaufbau dienen.
Die im Kolben-Zylinder-Aggregat axial verschiebbare Kolbenstange 3 wird über eine Kolbenstangenführung 6 zur Atmosphäre hin durch die Dichtung 10 herausgeführt. Des Weiteren ist die Kolbenstangenführung 6 mit einer Führungsbuchse 11 zur Lagerung und Führung der Kolbenstange 3 versehen.
Zur Verminderung der Geräuschübertragung vom Kolben-Zylinder-Aggregat 1 auf den (nicht dargestellten) Fahrzeugaufbau sind Elastomerlager 9a, 9b und 9c angeordnet. Das Elastomerlager 9a befindet sich dabei zwischen dem Zapfen 8 der Kolbenstange 3 und dem Kolben 5 und verhindert eine Geräuschübertragung vom Kolben 5 auf die Kolbenstange 3 und damit über das Befestigungselement 7 in den Fahrzeugaufbau.
Die Elastomerlager 9b und 9c sind in der Kolbenstangenführung 6 jeweils zwischen ihren benachbarten Bauteilen, nämlich der Dichtung 10 bzw. der Führungsbuchse 11 angeordnet und dienen ebenfalls der Verminderung einer Ge räuschübertragung vom Kolben-Zylinder-Aggregat auf die Kolbenstange 3 über das Befestigungselement 7b in den Fahrzeugaufbau.
In der 2 ist schematisch ein Kolben-Zylinder-Aggregat 1 dargestellt, bei der in schematischer Darstellung die Elastomerlager 9a am Kolben 5 bzw. 9b an der Dichtung 10 wie auch das Elastomerlager 9c an der Führungsbuchse 11 angeordnet ist. Der Vollständigkeit halber ist noch die Dämpfungseinrichtung 4 am Kolben 5 dargestellt.
Durch die Isolierung der Kolbenstange 3 an den dargestellten Kontaktpunkten soll die Übertragungsfunktion zum Befestigungselement 7b bzw. zum Fahrzeugaufbau optimiert und die Geräuschemission minimiert werden. Die Übertragungspfade werden durch die Elastomerlager 9 von der Kolbenstange 3 entkoppelt. Durch die Elastomerlager 9 an der Dichtung 10, bzw. der Führungsbuchse 11 oder auch des Kolbenzapfens 8 wird eine direkte, metallische Übertragung unterbrochen, so dass die Kraftunstetigkeiten gefiltert werden und die emittierten Beschleunigungen an der Kolbenstange 3 minimiert werden. Hierdurch wird die Geräuschübertragung in den Fahrzeugaufbau ohne Änderung der Dämpfungsventile in der Dämpfungseinrichtung 4 positiv beeinflusst.
Die 3 zeigt im Prinzip eine Ausführung gemäß 2, wobei zusätzlich zum Kolben 5a ein zweiter Kolben 5b vorgesehen ist. Der Kolben 5a ist unmittelbar an der Kolbenstange 3 angebunden und als Führungseinrichtung zur Aufnahme von Seitenkräften ausgeführt, wobei der vorgesehene Durchflußquerschnitt 12 eine störungsfrei An- bzw. Abströmung der Dämpfungseinrichtung 4 ermöglicht. Die Übertragungspfade zwischen dem Kolben 5a, dem Kolben 5b und der Kolbenstange 3 werden durch das Elastomerlager 9a entkoppelt.

1: Kolben-Zylinder-Aggregat
2: Arbeitszylinder
3: Kolbenstange
4: Dämpfungseinrichtung
5: Kolben
6: Kolbenstangenführung
7: Befestigungselemente
8: Zapfen
9: Elastomerlager
10: Dichtung
11: Führungsbuchse
12: Ausgleichsraum
13: Durchflußquerschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10028114 C2 [0002]
- DE 10101177 C1 [0002]

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Schwingungsdämpfer, Federbein, hydropneumatische Niveauregelung für Kraftfahrzeuge, umfassend einen Arbeitszylinder, einen im Arbeitszylinder an einer Kolbenstange befestigten, axial verschiebbaren, mit mindestens einer Dämpfungseinrichtung versehenen Kolben, einer, die Kolbenstange zur Atmosphäre abdichtenden, Kolbenstangenführung, sowie Befestigungselemente zur Befestigung des Kolben-Zylinder-Aggregats, einerseits am Fahrwerk und andererseits am Fahrzeugaufbau, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kolben (5) gegenüber der Kolbenstange (3) und/oder die Kolbenstange (3) gegenüber der Kolbenstangenführung (6) elastisch abstützt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abstützung durch jeweils mindestens ein Elastomerlager erfolgt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial zwischen dem Zapfen (8) der Kolbenstange (3) und der Innenbohrung des Kolbens (5) ein Elastomerlager (9a) vorgesehen ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Kolbenstangenführung (6) angeordnete, die Kolbenstange (3) zur Atmosphäre abdichtende Dichtung (10) über ein Elastomerlager (9b) abgestützt ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Kolbenstangenführung (6) angeordnete, die Kolbenstange (3) führende, Führungsbuchse (11) über ein Elastomerlager (9c) abgestützt ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abstützung durch metallische Federelemente erfolgt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abstützung durch Gummi-Metall-Buchsen erfolgt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Abstützung durch hydraulisch dämpfende Gummilager erfolgt.