DE102008054006A1

DE102008054006A1 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102008054006A1
Application number: DE102008054006A
Authority: DE
Inventors: Dirk Litterscheid
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-02-25

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder axial verschieblich angeordneten und an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und dass mindestens einer der Arbeitsräume mit einem mittels eines Trennkolbens abgegrenzten Ausgleichsraum in Verbindung steht, wobei der Ausgleichsraum im Hohlraum der Kolbenstange angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder axial verschieblich angeordneten und an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und dass mindestens einer der Arbeitsräume mit einem mittels eines Trennkolbens abgegrenzten Ausgleichsraum in Verbindung steht.
Es sind bereits Schwingungsdämpfer bekannt, bei denen das Kolben-Zylinder-Aggregat aus einem Arbeitszylinder und einem über einen Trennkolben abgetrennten Ausgleichsraum besteht (z. B. DE 88 00 376 U ), bei diesen sogenannten Einrohr-Schwingungsdämpfern ist der Ausgleichsraum mit einem Druckgas befüllt, so dass bei eintauchender Kolbenstange in den Arbeitszylinder das durch die Kolbenstange verdrängte Dämpfungsmittel den Trennkolben verschiebt, so dass der Druck des Gases im Ausgleichsraum erhöht wird.
Diese Bauart ist bei Schwingungsdämpfern mit großen Kolbenstangendurchmessern, wie sie z. B. bei Federbeinen angewendet werden nicht üblich und in der Regel mit einer derartigen Lösung auch nicht umsetzbar. Der Bauraumbedarf ist bei Verwendung von großen Kolbenstangen bei Federbeinanwendungen zu groß. Dies rührt daher, dass für den Ausgleichsraum bedingt durch den großen Kolbenstangendurchmesser der Trennkolben einen großen Weg während der Aufnahme des von der Kolbenstange verdrängten Dämpfungsmittels ausführen muss, so dass hierdurch eine große Baulänge notwendig wird.
Weitere Lösungen sind bekannt (z. B. DE 10 2006 020 066 A1 ), bei denen ein Schwingungsdämpfer mit einem Arbeitszylinder sowie einem daran axial verschiebbar angeordneten Arbeitskolben und mit einem Ausgleichszylinder versehen ist. In dem Ausgleichszylinder ist ein Ausgleichskolben bzw. Trennkolben axial verschiebbar angeordnet, wobei zur besseren Raumausnutzung der Ausgleichszylinder an einem Ende des Arbeitszylinders schräg zu diesem angeordnet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kolben-Zylinder-Aggregat derart auszubilden, dass auch bei Verwendung von Kolbenstangen mit großem Durchmesser ein relativ kleiner Bauraum beansprucht wird, um das Prinzip eines Einrohrdämpfers auch bei Federbeinen mit im Durchmesser großen Kolbenstangen anwenden zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ausgleichsraum im Hohlraum der Kolbenstange angeordnet ist.
Hierbei ist von Vorteil, dass Schwingungsdämpfer in Federbeinausführung aus Festigkeitsgründen aufgrund von Radführungsaufgaben und zur Erzielung der damit notwendigen Widerstandsmomente große Kolbenstangendurchmesser aufweisen und diese Kolbenstangen bereits häufig als hohle Kolbenstangen ausgebildet sind. Es ist deshalb von Vorteil, den vorhandenen Hohlraum der Kolbenstange als Ausgleichsraum zu nutzen.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass der Ausgleichsraum über eine Strömungsverbindung mit mindestens einem der Arbeitsräume in Verbindung steht. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Endbereich der Kolbenstange, welcher mit dem Dämpfungskolben befestigt ist, direkt als Strömungsverbindung zur Verbindung eines Arbeitsraumes mit dem Hohlraum der Kolbenstange herangezogen werden kann. Alternativ lässt sich natürlich die Strömungsverbindung als Bohrung oder als eine entsprechende Ausnehmung in der Wandung der Kolbenstange ausbilden.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass der Ausgleichsraum mit Gas gefüllt ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass der Ausgleichsraum von außen mit Gas befüllbar ist.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass die Befüllung über eine Öffnung erfolgt, welche nach der Befüllung des Ausgleichsraums verschließbar ist. Vorteilhaft ist hierbei, dass der sich ergebende Raum oberhalb des Trennkolbens von außerhalb des Dämpfers z. B. mittels einer verschließbaren Bohrung mit Gas befüllt bzw. unter Druck gesetzt werden kann.
Beim Eintauchen der Kolbenstange in den Arbeitszylinder wird die dem einfahrenden Kolbenstangenvolumen entsprechende Ölmenge in den Hohlraum der Kolbenstange verdrängt und umgekehrt, bei ausfahrender Kolbenstange wieder zurück geführt. Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, dass nur das der Kolbenstangenringfläche entsprechende Ölvolumen verdrängt wird und sich des halb das Volumen des benötigten Ausgleichsraumes im Vergleich zu einer Anwendung mit einer geschlossenen oder massiven Kolbenstange erheblich reduziert.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass im Ausgleichsraum eine Druckfeder angeordnet ist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, dass neben einer Druckbeaufschlagung des Trennkolbens mit Gas auch die Verwendung einer Druckfeder bzw. einer vorgespannten Druckfeder möglich ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat im Schnitt
2 eine Ausgestaltung einer Kolbenstange zusammen mit einem Dämpfungskolben als Einzelheit schematisch dargestellt,
3 eine Einzelheit im Prinzip wie in 2 bereits dargestellt, jedoch mit einem Ausgleichsraum, in dem eine Druckfeder angeordnet ist.
Das in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat 1 besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 2, dem an einer Kolbenstange 4 befestigten Dämpfungskolben 3, wobei der Dämpfungskolben 3 gegebenenfalls für die Zug- und Druckrichtung entsprechende Dämpfungsventile aufweist.
Der Dämpfungskolben 3 unterteilt den Arbeitszylinder 2 in einen oberen Arbeitsraum 5 und einen unteren Arbeitsraum 6, welche beide mit Dämpfungsmittel gefüllt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der untere Arbeitsraum 6 über eine Strömungsverbindung 10 mit dem Hohlraum 9 der Kolbenstange 4 verbunden. Im Hohlraum der Kolbenstange 4 ist des Weiteren ein Trennkolben 7 angeordnet, der den mit Gas gefüllten Ausgleichsraum 8 gegenüber dem mit Dämpfungsmittel gefüllten Hohlraum 9 der Kolbenstange 4 trennt.
Aus der 2 ist als Einzelheit ein Arbeitszylinder 2, eine Kolbenstange 4 sowie der schematisch dargestellte Dämpfungskolben 3 dargestellt. Der Dämpfungskolben 3 ist dabei mit Dämpfungsventilen 13a und 13b für die Zug- und Druckstufe versehen. Über die Strömungsverbindung 10 ist der untere Arbeitsraum 6 mit dem Hohlraum 9 der hohlen Kolbenstange 4 verbunden. Das Dämpfungsmittel im Hohlraum 9 der Kolbenstange 4 wird über den Trennkolben 7 gegenüber dem im Ausgleichsraum 8 angeordneten Gas getrennt. Die Befüllung des Ausgleichsraumes 8 mit Gas lässt sich über die Öffnung 11 vornehmen, die anschließend nach der Befüllung entweder vorübergehend oder endgültig verschlossen werden kann.
Aus der 3 ist im Prinzip ein Arbeitszylinder 2 gemäß dem in 2 dargestellten abgebildet, mit dem Unterschied, dass der Hohlraum 9 der Kolbenstange mittels eines Trennkolbens 7 verschlossen ist, jedoch im Ausgleichsraum 8 befindet sich eine Druckfeder 12, die gegebenenfalls vorgespannt werden kann, um somit dem von der eintauchenden Kolbenstange verdrängten Dämpfungsmittel auszuweichen.

1: Kolben-Zylinder-Aggregate
2: Arbeitszylinder
3: Dämpfungskolben
4: Kolbenstange
5: Arbeitsraum
6: Arbeitsraum
7: Trennkolben
8: Ausgleichsraum
9: Hohlraum der Kolbenstange
10: Strömungsverbindung
11: Öffnung
12: Druckfeder
13: Dämpfungsventile

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 8800376 U [0002]
- DE 102006020066 A1 [0004]

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder axial verschieblich angeordneten und an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und dass mindestens einer der Arbeitsräume mit einem mittels eines Trennkolbens abgegrenzten Ausgleichsraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (8) im Hohlraum (9) der Kolbenstange (4) angeordnet ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (8) über eine Strömungsverbindung (10) mit mindestens einem der Arbeitsräume (5, 6) in Verbindung steht.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (8) mit Gas gefüllt ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (8) von außen mit Gas befüllbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung über eine Öffnung (11) erfolgt, welche nach der Befüllung des Ausgleichsraums (8) verschließbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichsraum (8) eine Druckfeder (12) angeordnet ist.