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Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit einem Kolben, der in dem Hydraulikzylinder gegen einen Endanschlag bewegbar ist, und mit einer Endanschlagpuffereinrichtung, die eine Anschlagfeder und ein Dämpfungselement umfasst. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Einrichtung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem derartigen Hydraulikzylinder. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Einrichtung zur Wankstabilisierung.
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Aus der deutschen Patentschrift
DE 28 53 914 C2 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag bekannt, der einen Dämpfring umfasst, der mit radialem Spiel in einer Ringnut angeordnet ist. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 1864225 U ist ein hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer mit einer Bremsringscheibe bekannt, die an einer Zylinderwand seitlich geführt ist. Aus der deutschen Patenschrift
DE 35 00 101 C1 ist ein hydraulischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit einer biegsam ausgebildeten Dämpfungsscheibe bekannt, gegen die eine Anschlagscheibe mit einem Ringbund vorgespannt ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 16 641 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem Kolben und einem Hilfskolben bekannt, der in einen Hilfszylinder eingefahren wird. Aus der deutschen Patentschrift
DE 39 20 293 C2 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat bekannt, bei dem über die Elastizität eines Faltenbalgs eine zusätzliche Dämpfungskraft auf einen Kolben übertragen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere im Hinblick auf eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Betrieb, zu verbessern.
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Die Aufgabe ist bei einem Hydraulikzylinder mit einem Kolben, der in dem Hydraulikzylinder gegen einen Endanschlag bewegbar ist, und mit einer Endanschlagpuffereinrichtung, die eine Anschlagfeder und ein Dämpfungselement umfasst, dadurch gelöst, dass das Dämpfungselement in einem Arbeitsraum des Hydraulikzylinders so in einen Ringraum bewegbar angeordnet ist, dass das Dämpfungselement durch mindestens einen von dem Dämpfungselement begrenzten Drosselspalt Hydraulikmedium aus dem Ringraum verdrängt, wenn sich das Dämpfungselement in den mit Hydraulikmedium gefüllten Ringraum hinein bewegt. Der Hydraulikzylinder ist vorzugsweise als Einrohrzylinder mit einem Zylinderrohr ausgeführt, das einen Druckanschluss, vorzugsweise zwei Druckanschlüsse, aufweist. Durch das in den Ringraum einfahrende Dämpfungselement können auf einfache Art und Weise störende Kontaktgeräusche beim Anschlagen des Kolbens an dem Endanschlag vermieden beziehungsweise gemindert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement an der Anschlagfeder befestigt ist. Dadurch wird das Dämpfungselement im Betrieb auf einfache Art und Weise sicher in dem Arbeitsraum positioniert. Die Anschlagfeder ist vorzugsweise fest in dem Hydraulikzylinder angeordnet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement einen Bund aufweist, an dem die Anschlagfeder anliegt. Über den Bund wird die Federkraft der Anschlagfeder auf das Dämpfungselement übertragen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement auf seiner der Anschlagfeder zugewandten Seite eine Federhülse aufweist, auf welche die Anschlagfeder aufgesteckt ist. Die Anschlagfeder ist vorzugsweise als Schraubendruckfeder aus Federstahl gebildet. Das Dämpfungselement ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Der Außendurchmesser der Federhülse ist vorzugsweise so mit dem Innendurchmesser einer Endwindung der Anschlagfeder abgestimmt, dass die Endwindung die Federhülse ausreichend fest umgreift.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement auf seiner der Anschlagfeder abgewandten Seite einen Dämpfungskolben mit einem Dämpfungsquerschnitt aufweist, dessen Abmessungen in radialer Richtung etwas kleiner als die Abmessungen des Ringraums sind, um den mindestens einen Drosselspalt darzustellen. Wenn der Dämpfungskolben in den mit Hydraulikmedium gefüllten Ringraum einfährt, dann wird Hydraulikmedium durch den mindestens einen Drosselspalt herausgedrückt, wobei sich eine Dämpfungswirkung einstellt. Über die Anzahl, Größe und Gestalt der Drosselspalte kann die Dämpfungswirkung variiert beziehungsweise eingestellt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsquerschnitt radial innen und/oder radial außen eine Fase aufweist. Durch die Fase beziehungsweise die Fasen wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass das Dämpfungselement mit dem Dämpfungskolben im Betrieb störungsfrei, insbesondere ohne zu verkanten, in den Ringraum einfährt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement als Ringkörper ausgeführt ist, durch den sich eine Kolbenstange hindurch erstreckt, die sich auch durch die Anschlagfeder hindurch erstreckt. Die Anschlagfeder ist vorzugsweise als Zuganschlagfeder ausgeführt. Die Zuganschlagfeder ist in axialer Richtung vorzugsweise zwischen dem Kolben und einem Verschlusspaket angeordnet, durch das der Hydraulikzylinder an einem Ende verschlossen ist. Die Kolbenstange erstreckt sich durch das Verschlusspaket hindurch, das zu diesem Zweck mit mindestens einer entsprechenden Dichtung ausgestattet ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Hydraulikzylinders ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum an oder in dem Kolben ausgebildet ist. Der Ringraum hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt. Der Innendurchmesser des Ringraums entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser der Kolbenstange. Der Außendurchmesser des Ringraums ist vorzugsweise etwas kleiner als der Außendurchmesser der Anschlagfeder.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Einrichtung zur Wankstabilisierung eines Kraftfahrzeugs mit mindestens einem vorab beschriebenen Hydraulikzylinder. Das Kraftfahrzeug umfasst vorzugsweise zwei Achsen, denen jeweils zwei vorab beschriebene Hydraulikzylinder zugeordnet sind.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Einrichtung zur Wankstabilisierung. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Vorderachse, denen zwei vorab beschriebene Hydraulikzylinder zugeordnet sind. Einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs sind zwei weitere Hydraulikzylinder zugeordnet, wie sie vorab beschrieben sind. Die Hydraulikzylinder der Vorderachse und der Hinterachse sind jeweils kreuzweise miteinander verbunden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
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1 einen vergrößerten Ausschnitt I eines erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders im Längsschnitt;
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2 eine stark vereinfachte Darstellung des Hydraulikzylinders;
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3 ein Dämpfungselement des in 1 dargestellten Hydraulikzylinders im Längsschnitt und
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4 einen Kolben des in 1 dargestellten Hydraulikzylinders im Längsschnitt.
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In 1 ist ein Ausschnitt I eines Hydraulikzylinders 1 aus 2 vergrößert im Längsschnitt dargestellt. Der Hydraulikzylinders 1 ist in 2 stark vereinfacht dargestellt und umfasst ein Zylinderrohr 2, in welchem ein Kolben 4 hin und her bewegbar ist.
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In einem Aufnahmeraum 5 ist zu Dichtzwecken eine (nicht dargestellte) Dichtung zwischen dem Kolben 4 und dem Zylinderrohr 2 angeordnet. Der Kolben 4 weist auf einer Stirnseite einen Ansatz 6 mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Anschlagfläche 8 auf. An der Anschlagfläche 8 liegt ein freies Ende einer Kolbenstange 10 an.
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Die Kolbenstange 10 erstreckt sich von der Anschlagfläche 8 des Kolbens 4 durch ein Verschlusspaket 12 aus dem Hydraulikzylinder 1 heraus. Das Verschlusspaket 12 ist mehrteilig mit einer Dichtung ausgeführt und fest an einem offenen Ende des Hydraulikzylinders 1 angebracht, um diesen zu verschließen.
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In axialer Richtung zwischen dem Verschlusspaket 12 und Kolben 4 ist eine Anschlagfeder 14 angeordnet, die als Zuganschlagfeder ausgeführt und in 1 auf Block zusammengedrückt ist.
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Die Anschlagfeder 14 ist als Schraubendruckfeder ausgeführt und mit einer ersten Endwindung 13 an einem Befestigungsring 15 befestigt. Der Befestigungsring 15 wiederum ist an dem Verschlusspaket 12 anliegend fest in dem Zylinderrohr 2 angeordnet. An dem entgegengesetzten Ende der Anschlagfeder 14 ist eine zweite Endwindung 16 an einem Dämpfungselement 18 befestigt.
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Die Anschlagfeder 14 ist mit dem Befestigungsring 15 und dem Dämpfungselement 18 in einem Arbeitsraum 20 angeordnet, der in dem Hydraulikzylinder 1 von dem Kolben 4 begrenzt wird. Der Arbeitsraum 20 ist über einen Druckanschluss 22 mit Hydraulikmedium beaufschlagbar.
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In 2 sieht man, dass der Hydraulikzylinder 1 zusätzlich zu dem Druckanschluss 22 einen weiteren Druckanschluss 23 aufweist, der in einen zweiten Arbeitsraum in dem Hydraulikzylinder 1 mündet.
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Das Dämpfungselement 18 ist als Ringkörper ausgeführt, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Kolbenstange 10 entspricht. Das Dämpfungselement 18 weist einen Bund 24 auf, an dem die Endwindung 16 der Anschlagfeder 14 anliegt. Von dem Bund 24 erstreckt sich weg von dem Kolben 4 eine Federhülse 25, die einstückig mit dem Bund 24 verbunden ist.
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Die Endwindung 16 der Anschlagfeder 14 ist unter Klemmwirkung auf die Federhülse 25 aufgesteckt, um das Dämpfungselement 18 an der Anschlagfeder 14 zu befestigen. Die Federhülse 25 hat im Wesentlichen Die Gestalt eines geraden Zylindermantels.
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Von der der Anschlagfeder 14 abgewandten Seite des Dämpfungselements 18 geht ein Dämpfungskolben 28 aus, der einstückig mit dem Bund 24 verbunden ist. Der Dämpfungskolben 28 ist als Ringkörper mit einem im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt ausgeführt, der auch als Dämpfungsquerschnitt bezeichnet wird.
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Der Dämpfungskolben 28 ist mit Spiel und unter Ausbildung von Drosselspalten 31, 32 in einem Ringraum 34 angeordnet. Der Ringraum 34 ist in dem Kolben 4 ausgebildet und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der zur Anschlagfeder 14 hin offen ist.
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Im Betrieb des Hydraulikzylinders 1 bewegt sich der Kolben 4 zwischen dem in 1 dargestellten linken Endanschlag und einem (nicht dargestellten) rechten Endanschlag hin und her. Wenn sich der Kolben 4 an seinem rechten Endanschlag befindet, dann ist die Anschlagfeder 14 entspannt und der Dämpfungskolben 28 des Dämpfungselements 18 außerhalb des Ringraums 34 angeordnet. Der Ringraum 34 ist über den Arbeitsraum 20 und den Druckanschluss 22 mit Hydraulikmedium gefüllt.
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Wenn sich der Kolben 4 im Betrieb von seinem rechten Endanschlag nach links auf das Verschlusspaket 12 zu bewegt, dann verdrängt der Dämpfungskolben 28 über die Drosselspalte 31 und 32 Hydraulikmedium aus dem Ringraum 34. Bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 4 auf das Verschlusspaket 12 zu, wird die Anschlagfeder 14 komprimiert, bis sie, wie man in 1 sieht, auf Block liegt.
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Zur Unterdrückung von unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse eines Kraftfahrzeugs sind vorzugsweise an einer Vorderachse und einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs jeweils zwei Hydraulikzylinder vorgesehen, wie sie in den 1 und 2 dargestellt sind. Bei einer äußeren Störanregung müssen die Kolben 4 in den Hydraulikzylindern 1 schnelle Bewegungen ausführen. Je nach konzeptionellem Gesamtaufbau werden die Kolben 4 mit hoher Geschwindigkeit in ihre Endpositionen verfahren. Dabei können Anschlaggeräusche auftreten, die unerwünscht sind.
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Durch die erfindungsgemäße Kombination der Anschlagfeder 14 mit einer hydraulischen Endanschlagdämpfung durch das Dämpfungselement 18 können die unerwünschten Anschlaggeräusche besonders effektiv gedämpft werden. Über die Anzahl, Größe und Gestalt der Drosselspalte 31, 32 kann die hydraulische Dämpfung variiert und optimiert werden.
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Das in den 1 und 2 dargestellte Konzept kann sowohl für Zug- als auch für Druckanschläge verwendet werden. Alternativ zu der dargestellten Ausführungsform können ein als Dämpfring ausgeführtes Dämpfungselement oder eine Zuganschlagfeder fest an einem Kolben angebracht werden. Entsprechend kann der Ringraum in dem Verschlusspaket ausgebildet werden. Anstelle der dargestellten Schraubendruckfeder ist es durchaus möglich, andere Federarten zu verwenden, wie zum Beispiel Tellerfedern oder Kunststofffedern.
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In 3 ist das Dämpfungselement 18 allein im Längsschnitt dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass an dem Dämpfungskolben 28 radial außen und radial innen jeweils eine Fase 41, 42 ausgebildet ist. Durch die Fasen 41, 42 wird das Einführen des Dämpfungskolbens 28 in den Ringraum 34 vereinfacht, und umgekehrt. Darüber hinaus wird durch die Fasen 41, 42 ein unerwünschtes Verkanten des Dämpfungskolbens 28 in dem Ringraum 34 verhindert.
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In 4 ist der Kolben 4 allein im Längsschnitt dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass der Aufnahmeraum 5 für die Dichtung in axialer Richtung zwischen einem Bund 51 und einem Bund 52 angeordnet ist. Der Außendurchmesser der Bunde 51, 52 entspricht dem Innendurchmesser des Zylinderrohrs des Hydraulikzylinders, wobei ein entsprechendes Führungsspiel vorgesehen ist.
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Von dem Bund 52 geht ein Ansatz 54 aus, der die Gestalt eines geraden Kreiszylinders hat und einstückig mit dem Bund 52 verbunden ist. Auf der anderen Seite ist der Ansatz 6 einstückig mit dem Bund 51 verbunden. Die Anschlagfläche 8 an dem Ansatz 6 ist radial außen von einer Fase 56 begrenzt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2853914 C2 [0002]
- DE 1864225 U [0002]
- DE 3500101 C1 [0002]
- DE 10016641 A1 [0002]
- DE 3920293 C2 [0002]
