DE102008029997A1 - Kolben-Zylinder-Aggregat - Google Patents
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Abstract
Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Federzylinder, Gasdruckdämpfer oder selbstpumpendes hydraulisches Federbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Arbeitszylinder, einer darin abgedichtet eintauchenden, axial verschieblich angeordneten Kolbenstange und einem daran befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, einem Ausgleichsraum und einem regelbaren Dämpfungsventil, welches strömungsmäßig einerseits mit einem der Arbeitsräume und andererseits mit dem Ausgleichsraum verbunden ist, wobei innerhalb des Ausgleichsraumes ein von außen her zugänglicher Gasspeicher angeordnet ist und dass das regelbare Dämpfungsventil einerseits direkt mit einem der beiden Arbeitsräume und andererseits über den Ausgleichsraum mit dem anderen der beiden Arbeitsräume verbunden ist.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Federzylinder, Gasdruckdämpfer oder selbstpumpendes hydraulisches Federbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Arbeitszylinder, einer darin abgedichtet eintauchenden, axial verschieblich angeordneten Kolbenstange und einem daran befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, einem Ausgleichsraum und einem regelbares Dämpfungsventil, welches strömungsmässig einerseits mit einem der Arbeitsräume und andererseits mit dem Ausgleichsraum verbunden ist.
- Es sind bereits Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt (
DE 36 09 862 C2 ), bei denen der Arbeitszylinder durch einen Dämpfungskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, wobei der Ausgleichsraum durch ein koaxial zum Arbeitszylinder angeordnetem Mantelrohr gebildet wird, und bei dem ein extern angeordnetes, regelbares Dämpfungsventil vorgesehen ist, dessen Drosselverhalten bzw. Kraft-Geschwindigkeits-Charakteristik entsprechend verstellbar ist. Zur Ansteuerung des extern angeordneten, regelbaren Dämpfungsventils bedarf es eines Ölführungsrohres, welches das Dämpfungsmittel zum extern angeordneten Dämpfungsventil bzw. in den Ausgleichsraum gewährleistet. - Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere einen Federzylinder, einen Gasdruckdämpfer oder ein selbstpumpendes hydraulisches Federbein, bei denen ein zusätzlicher Gasspeicher notwendig ist, so weiterzubilden, dass das regelbare Dämpfungsventil einfach, platzsparend und kostengünstig in dem Dämpfungsmittelkreislauf positioniert werden kann.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des Ausgleichsraumes ein Gasspeicher angeordnet ist und dass das regelbare Dämpfungsventil einerseits direkt mit einem der beiden Arbeitsräume und andererseits über den Ausgleichsraum mit dem anderen der beiden Arbeitsräume verbunden ist.
- Vorteilhaft ist hierbei, dass im Ausgleichsraum nicht nur der Gasspeicher angeordnet ist, sondern dass der Ausgleichsraum gleichzeitig als Strömungsverbindung herangezogen werden kann. Das Dämpfungsmittel eines der Arbeitsräume wird dabei dem regelbaren Dämpfungsventil zugeführt, so dass es anschließend wieder in den Ausgleichsraum zurückströmen kann. Die Strömungsrichtung ist dabei abhängig von der Zugstufe oder der Druckstufe jeweils in entgegengesetzter Richtung.
- Eine konstruktive Ausgestaltung sieht vor, dass als Gasspeicher eine elastische Membran oder eine flexible Hülle vorgesehen ist. Die elastische Membran kann dabei fest im Kolben-Zylinder-Aggregat montiert sein, während die flexible Hülle in Form eines Gasbags im Ausgleichsraum eingehängt wird, wobei in jeder Version lediglich eine Befüllung von außen her möglich sein muss.
- Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass als regelbares Dämpfungsventil ein extern ansteuerbares oder automatisch regelbares Ventil vorgesehen ist.
- Ein wesentliches Merkmal sieht vor, dass der Ausgleichsraum den Gasspeicher aufnimmt und gleichzeitig als Strömungsverbindung für das Dämpfungsmittel zwischen dem Dämpfungsventil und einem der Arbeitsräume dient.
- Eine konstruktiv günstige Ausgestaltung sieht vor, dass zur Bildung des Ausgleichsraumes ein Außenrohr koaxial zum Arbeitszylinder angeordnet ist.
- Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das regelbare Dämpfungsventil außerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregats angeordnet ist.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Kolben mit Dämpfungsventilen für die Zug- und/oder Druckstufe versehen ist.
- Zur Erzielung einer entsprechenden Variation der Dämpfungskraftkennlinien ist vorgesehen, dass das Dämpfungsventil in der Zug- und Druckstufe durchströmt wird.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
- Es zeigt:
-
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem extern angeordneten regelbaren Dämpfungsventil, im Schnitt -
2 eine weitere Variante eines Kolben-Zylinder-Aggregats - Das in
1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat1 besteht im Wesentlichen aus dem Arbeitszylinder2 , einer darin abgedichtet eintauchenden, axial verschieblich angeordneten Kolbenstange3 . An der Kolbenstange3 ist ein Kolben4 befestigt, welcher gegebenenfalls mit Ventilen zur Dämpfung des Dämpfungsmittels dient, dabei handelt es sich um Ventile mit einer fest eingestellten Kennlinie. - Der Kolben
4 teilt den Arbeitszylinder2 in zwei Arbeitsräume5a und5b auf, wobei koaxial um den Arbeitszylinder herum ein Außenrohr9 vorgesehen ist, dabei begrenzt das Außenrohr9 sowie der Arbeitszylinder2 den Ausgleichsraum6 , so dass ein Ringzylinder entsteht, in dessen Innenraum der Gasspeicher7 aufgenommen ist. Zur Befüllung des Gasspeichers7 mit einem entsprechenden Druckgas ist die Öffnung10 im Kolben-Zylinder-Aggregat1 vorgesehen, welche nach der Befüllung des Gasspeichers7 verschließbar gehalten ist. - Das extern angeordnete, regelbare Dämpfungsventil
8 ist einerseits über eine Strömungsverbindung11 direkt mit dem Arbeitsraum5a verbunden, während die weitere Strömungsverbindung12 in den Ausgleichsraum6 mündet, und von dort eine Verbindung13 zum Arbeitsraum5b besteht. - In der Druckstufe, das heißt bei eintauchender Kolbenstange
4 in den Arbeitszylinder2 wird Dämpfungsmittel aus dem Arbeitsraum5a über die Strömungsverbindung11 dem regelbaren Dämpfungsventil8 zugeführt, und über die Strömungsverbindung12 dem Ausgleichsraum6 bzw. dem Arbeitsraum5b zugeführt. - In der Zugstufe ist der Strömungsweg umgekehrt.
- Dabei ist die Dämpfungskraft in der Zugstufe begrenzt durch den Gasdruck im Ausgleichsraum und die Fläche des Kolbens.
- Durch eine entsprechende Ansteuerung des regelbaren Dämpfungsventils
8 lässt sich eine entsprechende Dämpfung im Kolben-Zylinder-Aggregat erzeugen. - Das in
2 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat1 besteht im Wesentlichen aus dem Arbeitszylinder2 , einer darin abgedichtet eintauchenden, axial verschieblich angeordneten Kolbenstange3 . An der Kolbenstange3 ist ein Kolben4 befestigt, welcher gegebenenfalls mit Ventilen zur Dämpfung des Dämpfungsmittels dient, dabei handelt es sich um Ventile mit einer fest eingestellten Kennlinie. - Der Kolben
4 teilt den Arbeitszylinder2 in zwei Arbeitsräume5a und5b auf, wobei koaxial um den Arbeitszylinder herum ein Außenrohr9 vorgesehen ist, dabei begrenzen das Außenrohr9 sowie der Arbeitszylinder2 den Ausgleichsraum6 , so dass ein Ringzylinder entsteht, in dessen Innenraum der Gasspeicher7 aufgenommen ist. Zur Befüllung des Gasspeichers7 mit einem entsprechenden Druckgas ist die Öffnung10 im Kolben-Zylinder-Aggregat1 vorgesehen, welche nach der Befüllung des Gasspeichers7 verschließbar gehalten ist. - Das extern angeordnete, regelbare Dämpfungsventil
8 ist einerseits über eine Strömungsverbindung11 direkt mit dem Arbeitsraum5b verbunden, während die weitere Strömungsverbindung12 in den Ausgleichsraum6 mündet, und von dort eine Verbindung13 zum Arbeitsraum5a besteht. - In der Druckstufe, das heißt bei eintauchender Kolbenstange
4 in den Arbeitszylinder2 wird Dämpfungsmittel aus dem Arbeitsraum5a über die Strömungsverbindung11 dem regelbaren Dämpfungsventil8 zugeführt, und über die Strömungsverbindung12 dem Ausgleichsraum6 bzw. dem Arbeitsraum5b zugeführt. - Durch eine entsprechende Ansteuerung des regelbaren Dämpfungsventils
8 lässt sich eine entsprechende Dämpfung im Kolben-Zylinder-Aggregat erzeugen. - Dabei ist die Dämpfungskraft in der Druckstufe begrenzt durch den Gasdruck im Ausgleichsraum und die Fläche des Kolbens. Die Dämpfungskraft in der Druckstufe ist üblicherweise geringer als die Dämpfungskraft in der Zugstufe, so dass mit der Ausführung nach
2 insgesamt eine höhere Dämpfungskraft erzeugt werden kann als mit der Ausführung nach1 . -
- 1
- Kolben-Zylinder-Aggregate
- 2
- Arbeitszylinder
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Kolben
- 5
- Arbeitsraum
- 6
- Ausgleichsraum
- 7
- Gasspeicher
- 8
- regelbares Dämpfungsventil
- 9
- Außenrohr
- 10
- Öffnung
- 11
- Strömungsverbindung
- 12
- weitere Strömungsverbindung
- 13
- Verbindung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 3609862 C2 [0002]
Claims (15)
- Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere Federzylinder, Gasdruckdämpfer oder selbstpumpendes hydraulisches Federbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Arbeitszylinder, einer darin abgedichtet eintauchenden, axial verschieblich angeordneten Kolbenstange und einem daran befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, einem Ausgleichsraum und einem regelbaren Dämpfungsventil, welches strömungsmässig einerseits mit einem der Arbeitsräume und andererseits mit dem Ausgleichsraum verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Ausgleichsraumes (
6 ) ein Gasspeicher (7 ) angeordnet ist und dass das regelbare Dämpfungsventil (8 ) einerseits direkt mit einem der beiden Arbeitsräume (5a oder5b ) und andererseits über den Ausgleichsraum (6 ) mit dem anderen der beiden Arbeitsräume (5b oder5a ) verbunden ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Gasspeicher (
7 ) eine elastische Membran oder eine flexible Hülle vorgesehen ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als regelbares Dämpfungsventil (
8 ) ein extern ansteuerbares oder automatisch regelbares Ventil vorgesehen ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelbare Dämpfungsventil (
8 ) als ein von beiden Anströmkanälen (11 ,12 ) anströmbares Ventil ausgeführt ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelbare Dämpfungsventil (
8 ) für beide Durchströmungsrichtungen eine extern einstellbare Dämpfungskraftkennlinie erzeugt. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskraftkennlinie für beide Durchströmungsrichtungen bei gleichem Steuersignal unterschiedlich voreinstellbar sind.
- Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (
6 ) den Gasspeicher (7 ) aufnimmt und gleichzeitig als Strömungsverbindung für das Dämpfungsmittel zwischen dem Dämpfungsventil (8 ) und einem der Arbeitsräume (5a oder5b ) dient. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelbare Dämpfungsventil (
8 ) axial in Höhe eines der Enden des Arbeitsraums (5 ) angeordnet ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (
6 ) an seinem einen axialen Ende über die Strömungsverbindung (12 ) mit dem regelbaren Dämpfungsventil (8 ), und an seinem gegenüberliegenden axialen Ende über die Verbindung (13 ) mit dem Arbeitsraum (5a ,5b ) verbunden ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (
6 ) zusammen mit den einzelnen Strömungsverbindungen (11 ,12 ,13 ) einen Strömungsweg zwischen den Arbeitsräumen (5a und5b ) bildet. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die axiale Positionierung des regelbaren Dämpfungsventils (
8 ) die Gesamtlänge der Verbindungen (11 ,12 ) zwischen Arbeitsraum (5a ,5b ), Ventil (8 ) und dem Ausgleichsraum (6 ) ein Minimum aufweist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Ausgleichsraumes (
6 ) ein Außenrohr (9 ) koaxial zum Arbeitszylinder (2 ) angeordnet ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das regelbare Dämpfungsventil (
8 ) außerhalb des Kolben-Zylinder-Aggregats (1 ) angeordnet ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (
4 ) mit Dämpfungsventilen für die Zug- und/oder Druckstufe versehen ist. - Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsventil (
8 ) in der Zug- und Druckstufe durchströmt wird.
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