DE102008062162B3

DE102008062162B3 - Kolben-Zylinder-Aggregat für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102008062162B3
Application number: DE102008062162A
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2008-12-13
Filing date: 2008-12-13
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-12-14

Abstract

Kolben-Zylinder-Aggregat für Fahrzeuge, umfassend einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferzylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial verschiebbar angeordnet ist, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei außerhalb des Dämpferzylinders und innerhalb eines Zusatzbehälters mindestens eine Strömungsverbindung angeordnet ist, wobei die Strömungsverbindung innerhalb eines rohrförmigen Übergangskörpers zwischen dem Zusatzbehälter und dem Dämpfungszylinder ausgeführt ist und der Übergangskörper mindestens einen Durchlass für die Strömungsverbindung aufweist, die über mindestens eine Dichtung den Zusatzbehälter gegenüber dem Dämpferzylinder abdichtet, und wobei der Übergangskörper im Bereich der des Dämpferzylinders und des Zusatzbehälters zugewandten Flächen eine dieser Bauteile eine entsprechende Kontur aufweist, wobei der Übergangskörper mit dem Dämpferzylinder fest verbunden ist, wobei der Zusatzbehälter eine Haltevorrichtung aufweist, mit der der Übergangskörper form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat für Fahrzeuge, umfassend einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferzylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial verschiebbar angeordnet ist, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei außerhalb des Dämpferzylinders und innerhalb eines Zusatzbehälters mindestens eine Strömungsverbindung angeordnet ist, wobei die Strömungsverbindung innerhalb eines rohrförmigen Übergangskörpers zwischen dem Zusatzbehälter und dem Dämpfungszylinder ausgeführt ist und der Übergangskörper mindestens einen Durchlass für die Strömungsverbindung aufweist, die über mindestens eine Dichtung 6 den Zusatzbehälter gegenüber dem Dämpferzylinder abdichtet, und wobei der Übergangskörper im Bereich der des Dämpferzylinders und des Zusatzbehälters zugewandten Flächen eine dieser Bauteile eine entsprechende Kontur aufweist.
Es sind bereits Schwingungsdämpfer mit außenliegenden Zusatzzylindern bekannt ( DE 10 2004 034 725 A1 ), bei denen zwischen dem Zylinder und dem Zusatzzylinder ein Träger angeordnet ist, der eine Halteverbindung zwischen dem Zylinder und dem Zusatzzylinder herstellt, dabei sind dem Träger zwei radial verlaufende Stege sowie mindestens ein Quersteg zugeordnet. Um diesen Träger zu fixieren benötigt der Zylinder bzw. der Zusatzzylinder im Bereich der druckdichten Verbindung eine ausreichend dicke Wandung, wobei darüber hinaus für die Verbindung, die im Prinzip einer Steckerverbindung ausgebildet ist, mindestens zwei Dichtelemente vorgesehen werden müssen.
Des Weiteren sind hydraulische Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge bekannt ( DE 43 24 443 A1 ), bei denen eine druckdichte Verbindung zwischen einem Außenrohr und einem Zusatzbehälter vorgesehen ist, dabei ist je nach Dimensionierung der zu verbindenden Bauteile und des Durchlassquerschnitts eine Abdichtung mit herkömmlichen Dichtungen nicht möglich, denn aufgrund der Außenrundung der rohrförmigen Bauteile erfährt die zu verwendende Dichtung über den Umfang gesehen eine stark unterschiedliche Vorspannung. Für Extremfälle, wenn die zu verbindenden rohrförmigen Teile klein und der dazugehörige Durchlassquerschnitt groß ist, lässt sich eine herkömmliche Dichtung nicht mehr verwenden. Für den Fall, dass mit Abflachungen der Zylinderbauteile gearbeitet wird, sind entsprechend dickwandige Rohre zu verwenden, so dass mit einem nachteilig höheren Gewicht des gesamten Bauteiles zu rechnen ist.
Ebenfalls bekannt sind Schwingungsdämpfer mit außenliegenden Dämpfungsventilen ( DE 195 27 849 C1 ), bei dem ein Dämpferzylinder mit zwei Arbeitsräumen mit einem außerhalb des Schwingungsdämpfers angeordneten Ventilgehäuses verbunden ist. Über eine Strömungsverbindung innerhalb eines rohrförmigen Übergangskörpers zwischen dem Ventilgehäuse und dem Schwingungsdämpfer erfolgt der Austausch des Dämpfungsmittels. Zur Fixierung des Ventilgehäuses am Schwingungsdämpfer ist einerseits ein Übergangskörper vorgesehen, der nach Einbringen eines elastischen Stützkörpers sowie mindestens zwei Ringdichtungen über Schweißverbindungen mit dem Schwingungsdämpfer und dem Ventilgehäuse verbunden wird. Es sind hier eine Vielzahl von Bauteilen notwendig sowie mindestens zwei entsprechend angeordnete Ringdichtungen.
Die DE 40 41 829 A1 betrifft einen hydraulischen, regelbaren Schwingungsdämpfer, an dessen Arbeitszylinder außenseitig ein Gehäuse angebracht ist, in dem ein Dämpfventil angeordnet ist. Das Dämpfventil ist über eine Strömungsverbindung mit dem Schwingungsdämpfer verbunden. Die Strömungsverbindung ist innerhalb eines rohrförmigen Übergangskörpers zwischen dem Schwingungsdämpfer und dem Gehäuse ausgeführt. Eine Haltevorrichtung sorgt für einen form- oder kraftschlüssigen Verbund zwischen dem Gehäuse und dem Arbeitszylinder des Schwingungsdämpfers.
Aus der DE 10 2005 023 235 B3 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat bekannt, dessen Arbeitszylinder außenseitig ebenfalls ein Gehäuse aufweist. Zwischen dem Außenbehälter und dem Gehäuse besteht eine Haltevorrichtung, die von zwei miteinander verklemmten oder verschweißten Blechteilen besteht.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine druckdichte Verbindung zwischen einem Kolben-Zylinder-Aggregat und einem Zusatzbehälter, wie z. B. Reservoir, Druckspeicher oder Ventilgehäuse zu schaffen, die einerseits nur aus einer geringen Anzahl von Bauteilen besteht und die andererseits eine prozesssichere Dichtigkeit, unabhängig von der Dimensionierung des Bauteile, mit einfachen Mitteln erreicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Übergangskörper mit dem Dämpferzylinder fest verbunden ist, wobei der Zusatzbehälter eine Haltevorrichtung aufweist mit der der Übergangskörper form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, wobei die Haltevorrichtung als Materialverdickung des Zusatzbehälters ausgebildet ist, so dass der Zusatzbehälter dort eine konkave Fläche besitzt, die der Formgebung des Übergangskörpers entspricht.
Hierbei ist von Vorteil, dass über den Übergangskörper im Rahmen der form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung eine Vorspannung auf den verwendeten Dichtring aufgebracht werden kann.
Eine einfache Fixierung zur Aufbringung einer entsprechenden Vorspannung auf die verwendete Dichtung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtung Ausnehmungen aufweist, in die entsprechende Endbereiche des Übergangskörpers hineinverformt werden.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Dichtung während der Montage des Zusatzbehälters auf die Materialdicke des Übergangskörpers gebracht wird.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Durchlass des Übergangskörpers einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung des Dämpferzylinders und/oder des Zusatzbehälters. Hierbei ist von Vorteil, dass die Dichtung im größeren Druchmesser aufgenommen ist und direkt am Dämpferzylinder sowie an der konkaven Fläche des Zusatzbehälters anliegt.
Beim Zusammenpressen der zu befestigenden Teile miteinander, wirkt die im Durchlass des Übergangskörpers aufgenommene Dichtung rundherum gleichmäßig, bis auf die Blechdicke des Übergangskörpers, vorgespannt. Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Öffnungen im Dämpferzylinder sowie im Ventilgehäuse zur einwandfreien Dichtungsauflage stets kleiner sind als der Durchlass des Übergangskörpers.
Desweiteren ist vorgesehen, dass die Verbindung des Übergangskörpers mit dem Dämpferzylinder über eine Schweißverbindung, Klebung und/oder Buckelschweißung erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat zusammen mit einem Zusatzbehälter in Ansicht
2, 3 und 4 als Einzelheit die Verbindung zwischen dem Dämpferzylinder und dem Zusatzbehälter im Schnitt
5 und 6 verschiedene Ausführungsformen des Übergangskörpers in Ansicht
7 bis 9 als Einzelheit ein Dämpferzylinder sowie ein Zusatzbehälter im Schnitt mit verschiedenen Verbindungstechniken.
Das in 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat 1 besteht im Wesentlichen aus dem Dämpferzylinder 4, dem Zusatzbehälter 2 sowie dem Übergangskörper 3, der zur Befestigung des Zusatzbehälters 2 am Dämpferzylinder 4 dient.
Zur Befestigung des Kolben-Zylinder-Aggregats 1 in einem Fahrzeug sind die Befestigungselemente 14 am oberen und unteren Ende des Kolben-Zylinder-Aggregats vorgesehen. Über die Kolbenstange 15 ist ein Kolben fixiert, der den Dämpferzylinder in mindestens zwei Arbeitsräume unterteilt.
Die 2 zeigt einen Dämpferzylinder 4, einen Übergangskörper 3 sowie den Zusatzbehälter 2 im Schnitt, im nicht montierten Zustand. Der Übergangskörper 3 ist spaltenlos an den Dämpferzylinder 4 angepasst und schweißtechnisch mit dem Dämpferzylinder 4 verbunden. Im Durchlass 5 des Übergangskörpers 3 befindet sich eine Dichtung 6, die vorzugsweise als handelsüblicher O-Ring ausgeführt ist. Der Dichtring 6 wird mit gegenüber dem Durchlass 5 geringfügigem Übermaß montiert, so dass er sich der Außenrohrwölbung des Dämpferzylinders 4 anpasst und in dieser Montageposition verbleibt. Das Maß X zeigt dabei die noch unverspannte Höhe der Dichtung 6, die rundherum konstant ist. Der Zusatzbehälter 2 besitzt außen eine konkave Fläche 7, die der Formgebung des Übergangskörpers 3 entspricht und die mit Ausnehmungen 8 versehen ist. Die Ausnehmungen 8 dienen später einer form-/kraftschlüssigen Verbindung der Endbereiche 9 in die Ausnehmungen 8 hinein.
In der 3 ist der Dämpferzylinder 4 als Außenansicht teilweise dargestellt, zusammen mit dem Übergangskörper 3 sowie teilweise der Dichtung 6. Der Übergangskörper 3 ist hierbei über mehrere Buckelschweißpunkte 16 mit dem Dämpferzylinder 4 verbunden. Denkbar sind auch andere Schweißverbindungen oder auch nicht dargestellte rohrumfassende Verbindungstechniken.
Der fertigmontierte Zustand des Dämpferzylinders 4 sowie des Zusatzbehälters 2 ist in 4 im Schnitt dargestellt, dabei ist zu entnehmen, dass nach dem Zusammenpressen des Dämpferzylinders 4 mit dem Zusatzbehälter 2 die Endbereiche 9 des Übergangskörpers 3 zur Befestigung in die Ausnehmungen 8 des Übergangskörpers 3 hinein verformt wurden. Die Dichtung 6 wird dabei auf das Maß Y, welches der Dicke des Übergangskörpers 3 entspricht, rundherum gleichmäßig vorgespannt. Die Öffnungen 10 im Dämpferzylinder 4 und des Zusatzbehälters 2 sind aufgrund der Dichtungsauflage entsprechend kleiner als der Durchlass 5 des Übergangskörpers 3. Die Dichtung 6 dichtet somit auf der Außenfläche des Dämpferzylinders 4 und der konkaven Fläche 7 des Zusatzbehälters 2 ab. Die Seitenwandung des Durchlasses 5 im Übergangskörper 3 stützt die Dichtung 6 im druckgefüllten Zustand des Kolben-Zylinder-Aggregats 1 zur Atmosphäre ab.
Aus der 5 sowie der 6 ist jeweils ein Übergangskörper 3 auf einem Dämpferzylinder 4 dargestellt, wobei jedoch der Durchlass 5 verschiedenste geometrische Formen aufweisen kann oder es lassen sich auch wie gemäß 6 mindestens zwei Durchlässe 5 verwenden, wobei jedoch die Dichtung 6 jeweils als runder, handelsüblicher O-Ring, das heißt als Standarddichtung ausgebildet sein kann.
Aus der 7 ist wiederum ein Dämpferzylinder 4 dargestellt, ein Übergangskörper 3 zusammen mit einer Dichtung 6 zur Befestigung des Zusatzbehälters 2, wobei jedoch die Endbereiche 9 des Übergangskörpers 3 über eine verdeckte Schweißung 11 mit dem Haltebereich 13 des Übergangskörpers 3 verbunden sind.
8 zeigt im Prinzip eine gleiche Ausführung wie in 7 bereits dargestellt, wobei jedoch hier eine Schweißung 12 in sichtbarer Weise den Übergangskörper 3 mit dem Haltebereich 13 des Zusatzbehälters 2 verbindet.
In der 9 ist eine Ausführung gezeigt, bei der der Dämpferzylinder 4 zusammen mit dem Zusatzbehälter 2 über einen Übergangskörper und einer entsprechenden Dichtung verbunden ist, dabei zeigt diese Ausführung, dass bei einer vorherigen Verspannung der Bauteile zueinander eine gemeinsame Verschweißung ausreichend ist. Es handelt sich hierbei um eine schwere Ausführung für Höchstdrücke, wie sie beispielsweise in einem selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein verwendet werden könnten, so dass auch wegen der vorgenommenen Verschweißung ein dickwandigeres Außenteil des Dämpferzylinders 4 vorzusehen ist.

1: Kolben-Zylinder-Aggregat
2: Zusatzbehälter
3: Übergangskörper
4: Dämpferzylinder
5: Durchlass
6: Dichtung
7: konkave Fläche
8: Ausnehmungen
9: Endbereiche
10: Öffnung
11: verdeckte Schweißung
12: Schweißung
13: Haltevorrichtung
14: Befestigungselemente
15: Kolbenstange
16: Buckelschweißpunkte

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat für Fahrzeuge, umfassend einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferzylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben axial verschiebbar angeordnet ist, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei außerhalb des Dämpferzylinders und innerhalb eines Zusatzbehälters mindestens eine Strömungsverbindung angeordnet ist, wobei die Strömungsverbindung innerhalb eines rohrförmigen Übergangskörpers zwischen dem Zusatzbehälter und dem Dämpfungszylinder ausgeführt ist und der Übergangskörper mindestens einen Durchlass für die Strömungsverbindung aufweist, die über mindestens eine Dichtung den Zusatzbehälter gegenüber dem Dämpferzylinder abdichtet, und wobei der Übergangskörper im Bereich der des Dämpferzylinders und des Zusatzbehälters zugewandten Flächen eine dieser Bauteile eine entsprechende Kontur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergangskörper (3) mit dem Dämpferzylinder (4) fest verbunden ist, wobei der Zusatzbehälter (2) eine Haltevorrichtung (13) aufweist mit der der Übergangskörper (3) form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist, wobei die Haltevorrichtung (13) als Materialverdickung des Zusatzbehälters (2) ausgebildet ist, so dass der Zusatzbehälter (2) dort eine konkave Fläche (7) besitzt, die der Formgebung des Übergangskörpers (3) entspricht.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (13) Ausnehmungen (8) aufweist, in die entsprechende Endbereiche (9) des Übergangskörpers (3) hineinverformt werden.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) während der Montage des Zusatzbehälters (2) auf die Materialdicke des Übergangskörpers (3) gebracht wird.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlass (5) des Übergangskörpers (3) einen größeren Durchmesser aufweist als die Öffnung (10) des Dämpferzylinders (5) und/oder des Zusatzbehälters (2).
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (6) im größeren Durchmesser aufgenommen ist und direkt am Dämpferzylinder (5) sowie an der konkaven Fläche (7) des Zusatzbehälters (2) anliegt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Übergangskörpers (3) mit dem Dämpferzylinder (4) über eine Schweißverbindung, Klebung und/oder Buckelschweißung erfolgt.