DE102012220156A1

DE102012220156A1 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE102012220156A1
Application number: DE201210220156
Authority: DE
Inventors: Günther Handke; Robert Pradel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2014-05-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder 1, dessen mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllter Innenraum durch einen Dämpfkolben 2 in einen ersten Arbeitsraum 3 und einen zweiten Arbeitsraum 4 unterteilt ist. Mit einer einseitig an dem Dämpfungskolben 2 angeordneten und abgedichtet aus dem zweiten Arbeitsraum 4 herausgeführten Kolbenstange 5. Mit einem den Arbeitszylinder 1 konzentrisch mit radialem Abstand umschließenden Ausgleichsbehälterrohr 7, wobei das kolbenstangenferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres 7 sowie das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders 1 von einem gemeinsamen Verschlußdeckel 8 verschlossen sind und das kolbenstangeferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres 7 sowie das kolbenstangenferne Ende des ersten Arbeitsraums 3 über eine oder mehrere Fluidverbindungen miteinander verbunden sind. Die Fluidverbindungen sind durch partielle, radial nach innen und/oder außen gerichtete Einsenkungen 9, 9’ gebildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, dessen mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllter Innenraum durch einen Dämpfkolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Dämpfungskolben angeordneten und abgedichtet aus dem zweiten Arbeitsraum herausgeführten Kolbenstange, mit einem den Arbeitszylinder konzentrisch mit radialem Abstand umschließenden Ausgleichsbehälterrohr, wobei das kolbenstangenferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres sowie das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders von einem gemeinsamen Verschlußdeckel verschlossen sind und das kolbenstangeferne Ende des Ausgleichsbehälters sowie das kolbenstangenferne Ende des ersten Arbeitsraums über eine oder mehrere Fluidverbindungen miteinander verbunden sind.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, dessen mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllter Innenraum durch einen Dämpfkolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Dämpfungskolben angeordneten und abgedichtet aus dem zweiten Arbeitsraum herausgeführten Kolbenstange, mit einem den Arbeitszylinder konzentrisch mit radialem Abstand umschließenden Zwischenrohr und einem das Zwischenrohr mit radialem Abstand umschließenden Ausgleichsbehälterrohr, wobei zwischen dem Arbeitszylinder und dem Zwischenrohr ein Ringraum und zwischen dem Zwischenrohr und dem Ausgleichsbehälterrohr ein Ausgleichsraum gebildet sind und wobei das kolbenstangenseitige Ende des Arbeitszylinders sowie das kolbenstangenseitige Ende des Zwischenrohres von einem gemeinsamen Verschlußdeckel verschlossen sind und die kolbenstangenseitigen Enden von zweitem Arbeitsraum und Ringraum über eine oder mehrere Fluidverbindungen miteinander verbunden sind.
Bei derartigen Kolben-Zylinder-Aggregaten ist es bekannt, den Verschlußdeckel als Gußteil mit verlorenem Kern auszubilden. Durch nicht vermeidbare Lunker sind diese Gußteile nicht dicht. Ein eine Fluidverbindung bildender Übergangskanal muß durch mehrere miteinander verknüpfte Bohrungen geschaffen werden, wobei die Kreuzungsstellen sich nicht vollständig entgraten lasssen und auch unerwünschte Drosselungen entstehen, weil die Bohrungen nicht exakt mittig aufeinander treffen.
Mindestens eine dieser Bohrungen muß von außen in das Gußteil eingreifen und durch einen zusätzlichen Dichtstopfen nach außen hin abgedichtet werden, was aufwendig ist.
In einer anderen Ausbildung werden die Fluidverbindungen z.B. durch Bohren spanend im Arbeitszylinder hergestellt, was einen besonderen Aufwand bei der Entgratung der Fluidverbindungen erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es Kolben-Zylinder-Aggregate der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeiden, einfach aufgebaut und leicht herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fluidverbindungen durch partielle, radial nach innen und/oder außen gerichtete Einsenkungen gebildet sind.
Durch diese Ausbildung erfolgt auf kostengünstige Weise die Erzeugung der Fluidverbindungen durch Umformen, so daß keine Späne und Grate und damit kein Zerspanungs- und Entgratungsaufwand entstehen.
Vorzugsweise weist der Dämpfkolben Dämpferventile auf, über die der erste Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum miteinander verbindbar sind.
Zur positionsgenauen Montage des Verschlußdeckels kann der Verschlußdeckel eine dem Außendurchmesser des Arbeitszylinders entsprechende Führungsausnehmung oder eine dem Innendurchmesser des Arbeitszylinders entsprechende Führungsnut aufweisen, in die das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders einsetzbar ist.
Zur Erleichterung der Montage des Verschlußdeckels können dabei die zylindrisch verbleibenden radial äußeren oder inneren umlaufenden Bereiche des kolbenstangenfernen Endbereichs des Arbeitszylinders mit einer Einführschräge oder einem Einführradius versehen sein.
Ebenfalls zur Montageerleichterung können die zylindrisch verbleibenden radial äußeren oder inneren umlaufenden Bereiche des kolbenstangenfernen Endbereichs des Arbeitszylinders mit einer Einführschräge oder einem Einführradius versehen sein.
Zum Verschluß des Ausgleichsbehälterrohres an dem dem Verschlußdeckel entgegengesetzten Ende kann das kolbenstangenseitige Ende des Ausgleichsbehälterrohres von einem ringförmigen Verschlußteil verschlossen sein, das radial innen den Arbeitszylinder dicht umschließt.
Dabei kann weiterhin im Ausgleichsbehälterrohr ein ringförmiger Trennkolben axial verschiebbar angeordnet sein, durch den das Ausgleichsbehälterrohr in einen dem kolbenstangenseitigen Ende näheren, mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Druckraum und einen dem kolbenstangenferneren Ende näheren, mit Dämpfflüssigkeit gefüllten und über die Einsenkungen mit dem ersten Arbeitsraum des Arbeitszylinders verbundenen Ausgleichsraum unterteilt ist.
Ist im Arbeitszylinder ein scheibenartiges Element eingesetzt, das auf der dem Dämpfungskolben zugewandten Seite axial an Anschlägen und auf der dem Dämpfungskolben abgewandten Seite axial an den radial nach innen gerichteten Einsenkungen in Anlage ist, so erfüllen die nach innen gerichteten Einsenkungen in Doppelfunktion neben dem Bilden von Fluidverbindungen noch die Funktion von axialen Anschlägen.
Dabei kann das scheibenartige Element ein Ventilelement sein, das dicht in den Arbeitszylinder eingesetzt ist und den ersten Arbeitsraum von einer im Endbereich des Arbeitszylinders gebildeten Ausgleichskammer trennt sowie den ersten Arbeitsraum und die Ausgleichskammer verbindende Rückschlagventile aufweist.
Es ist aber auch möglich, daß das scheibenartige Element ein Anschlagelement ist, an das eine am Dämpfungskolben angeordnete Druckanschlagfeder im Endbereich des Einfahrhubes der Kolbenstange anschlagbar ist.
Bei dem zweiten eingangs genannten Kolben-Zylinder-Aggregat kann der Ringraum über einen Nebenschlußweg mit dem Ausgleichsbehälter verbindbar sein, wobei durch eine einen elektrischen Stellantrieb aufweisende Ventilbaugruppe der Strömungsquerschnitt des Nebenschlußweges variierbar ist.
Dabei kann weiterhin das kolbenstangenferne Ende des ersten Arbeitsraums von einer Bodenventileinheit verschlossen sein, über die der erste Arbeitsraum und das Ausgleichsbehälterrohr miteinander verbindbar sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kolben-Zylinder-Aggregats
2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kolben-Zylinder-Aggregats
3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kolben-Zylinder-Aggregats.
Die in den Figuren dargestellten Kolben-Zylinder-Aggregate sind Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug und weisen einen Arbeitszylinder 1, 1’ auf, dessen Innenraum mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllt ist. Dieser Innenraum ist durch einen axial verschieblichen Dämpfkolben 2, 2’ in einen ersten Arbeitsraum 3 und einen zweiten Arbeitsraum 3 unterteilt.
An dem Dämpfkolben 2, 2’ ist einseitig eine Kolbenstange 5 angeordnet, die durch den zweiten Arbeitsraum 4 hindurch und durch eine Dichtungs- und Führungseinheit abgedichtet nach außen geführt ist.
Der Dämpfkolben 2, 2’ weist in Drosseldurchgängen Dämpferventile 6 auf, über die der erste Arbeitsraum 3 mit dem zweiten Arbeitsraum 4 und umgekehrt verbindbar ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist der Arbeitszylinder 1 im Bereich des ersten Arbeitsraums 3 in radialem Abstand von einem Ausgleichsbehälterrohr 7 konzentrisch umschlossen, das kürzer ist als der Arbeitszylinder 1. Die kolbenstangenfernen Enden von Ausgleichsbehälterrohr 7 und Arbeitszylinder 1 sind gemeinsam von einem Verschlußdeckel 8 verschlossen.
Das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders 1 weist an seinem Umfang verteilt mehrere Einsenkungen auf, wobei Einsenkungen 9 radial nach innen und Einsenkungen 9’ radial nach außen gerichtet sind. Diese Einsenkungen 9, 9’ sind durch spanloses Umformen erzeugt.
Bei dem Erzeugen der Einsenkungen 9, 9’ wurden zwischen den Einsenkungen 9, 9’ an den zylindrisch verbleibenden Bereichen 10 des Arbeitszylinders 1 Einführschrägen mit angeprägt.
Der Verschlußdeckel 8 weist eine zylindrische Führungsausnehmung 11 auf, in die das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders bis zum Anschlag der Bereiche 10 am Boden der Führungsausnehmung 11 fest eingesetzt.
Der Verschlußdeckel 8 weist konzentrisch zur Führungsausnehmung 11 weiterhin eine Aufnahmenut 12 auf, in die bei montiertem Verschlußdeckel 8 das kolbenstangenferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres 7 bis zur Anlage am Boden der Aufnahmenut 12 fest eingesetzt ist.
Das kolbenstangenseitige Ende des Ausgleichsbehälterrohres 7 ist von einem ringförmigen Verschlußteil 13 verschlossen, das radial innen den Arbeitszylinder 1 dicht umschließt.
In dem Ausgleichsbehälterrohr 7 ist ein ringförmiger Trennkolben 14 axial verschiebbar ist, der den zwischen Arbeitszylinder 1 und Ausgleichsbehälterrohr 7 gebildeten Ringraum in einem dem kolbenstangenseitigen Ende näheren, mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Druckraum 15 und einem dem kolbenstangenferneren Ende näheren, mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Ausgleichsraum 16 unterteilt.
Über die Einsenkungen 9, 9’ ist dabei der erste Arbeitsraum 3 mit dem Ausgleichsraum 16 verbunden, so daß ein Austausch von Dämpfflüssigkeit erfolgen kann.
Das Ausführungsbeispiel der 2 weist denselben Aufbau auf, wie das Ausführungsbeispiel der 1. Zusätzlich ist in den Arbeitszylinder 1 ein scheibenartiges Ventilelement 21 mit seinem radial umlaufenden Rand dicht eingesetzt, das den ersten Arbeitsraum 3 von einer im Endbereich des Arbeitszylinders 1 gebildeten Ausgleichskammer 23 trennt sowie den ersten Arbeitsraum 1 und die Ausgleichskammer 23 verbindende Rückschlagventile 24 aufweist. Die Ausgleichskammer 23 ist über die Einsenkungen 9, 9’ mit dem Ausgleichsraum 16 verbunden.
Auf der dem Dämpfungskolben 2 zugewandeten Seite ist das Ventilelement 21 an radial nach innen hervorstehenden Sicken 22 in der Wand des Arbeitszylinders 1 in Anlage. Auf der dem Dämpfungskolben 2 abgewandten Seite sind die radial nach innen gerichteten Einsenkungen 9 an dem Ventilelement 21 in Anlage, so daß dieses in seiner Position gehalten ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 ist der Arbeitszylinder 1’ konzentrisch mit radialem Abstand von einem Zwischenrohr 17 umschlossen, so daß zwischen Arbeitszylinder 1’ und Zwischenrohr 17 ein mit Dämpfflüssigkeit gefüllter Ringraum 18 gebildet ist. Das Zwischenrohr 17 ist wiederum konzentrisch mit radialem Abstand von einem Ausgleichsbehälterrohr 7’ umschlossen. Zwischen Zwischenrohr 17 und Ausgleichsbehälterrohr 7’ ist dadurch ein teilweise mit Dämpfflüssigkeit gefüllter Ausgleichsraum 16’ gebildet.
Die kolbenstangenseitigen Enden von Ausgleichsbehälterrohr 7’ und Arbeitszylinder 1’ sind gemeinsam von einem Verschlußdeckel 8’ und das kolbenstangenseitige Ende des Zwischenrohres 17 durch dichte Anlage an den Arbeitszylinder 1’ verschlossen.
Das kolbenstangenseitige Ende des Arbeitszylinders 1’ weist an seinem Umfang verteilt mehrere Einsenkungen 9 auf, die radial nach innen gerichtet sind. Diese Einsenkungen 9 sind durch spanloses Umformen erzeugt und erzeugen Fluidverbindungen zwischen dem Arbeitszylinder 1’ und dem Ringraum 18.
Das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders 1’ ist von einer Bodenventileinheit 19 verschlossen, über die der erste Arbeitsraum 3 mit dem Ausgleichsraum 16’ verbindbar ist.
Der Ringraum 18 ist über einen Nebenschlußweg mit dem Ausgleichsraum 16’ verbindbar, wobei der Strömungsquerschnitt des Nebenschlußweges durch ein einen elektrischen Stellantrieb aufweisende Ventilbaugruppe 20 variierbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Arbeitszylinder
1’: Arbeitszylinder
2: Dämpfkolben
2’: Dämpfkolben
3: erster Arbeitsraum
4: zweiter Arbeitsraum
5: Kolbenstange
6: Dämpferventile
7: Ausgleichsbehälterrohr
7’: Ausgleichsbehälterrohr
8: Verschlußdeckel
8’: Verschlußdeckel
9: Einsenkungen
9’: Einsenkungen
10: Bereiche
11: Führungsausnehmung
12: Aufnahmenut
13: Verschlußteil
14: Trennkolben
15: Druckraum
16: Ausgleichsraum
16’: Ausgleichsraum
17: Zwischenrohr
18: Ringraum
19: Bodenventileinheit
20: Ventilbaugruppe
21: Ventilelement
22: Sicke
23: Ausgleichskammer
24: Rückschlagventile

Claims

Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, dessen mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllter Innenraum durch einen Dämpfkolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Dämpfungskolben angeordneten und abgedichtet aus dem zweiten Arbeitsraum herausgeführten Kolbenstange, mit einem den Arbeitszylinder konzentrisch mit radialem Abstand umschließenden Ausgleichsbehälterrohr, wobei das kolbenstangenferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres sowie das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders von einem gemeinsamen Verschlußdeckel verschlossen sind und das kolbenstangeferne Ende des Ausgleichsbehälterrohres sowie das kolbenstangenferne Ende des ersten Arbeitsraums über eine oder mehrere Fluidverbindungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindungen durch partielle, radial nach innen und/oder außen gerichtete Einsenkungen (9, 9’) gebildet sind.
Kolben-Zylinder-Aggregat mit einem Arbeitszylinder, dessen mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllter Innenraum durch einen Dämpfkolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Dämpfungskolben angeordneten und abgedichtet aus dem zweiten Arbeitsraum herausgeführten Kolbenstange, mit einem den Arbeitszylinder konzentrisch mit radialem Abstand umschließenden Zwischenrohr und einem das Zwischenrohr mit radialem Abstand umschließenden Ausgleichsbehälterrohr, wobei zwischen dem Arbeitszylinder und dem Zwischenrohr ein Ringraum und zwischen dem Zwischenrohr und dem Ausgleichsbehälterrohr ein Ausgleichsraum gebildet sind und wobei das kolbenstangenseitige Ende des Arbeitszylinders sowie das kolbenstangenseitige Ende des Zwischenrohres von einem gemeinsamen Verschlußdeckel verschlossen sind und die kolbenstangenseitigen Enden von zweitem Arbeitsraum und Ringraum über eine oder mehrere Fluidverbindungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidverbindungen durch partielle, radial nach innen und/oder außen gerichtete Einsenkungen (9) gebildet sind.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfkolben (2, 2’) Dämpferventile (6) aufweist, über die der erste Arbeitsraum (3) und der zweite Arbeitsraum (4) miteinander verbindbar sind.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (8) eine dem Außendurchmesser des Arbeitszylinders (1) entsprechende Führungsausnehmung (11) oder eine dem Innendurchmesser des Arbeitszylinders entsprechende Führungsnut aufweist, in die das kolbenstangenferne Ende des Arbeitszylinders (1) einsetzbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrisch verbleibenden radial äußeren oder inneren umlaufenden Bereiche (10) des kolbenstangenfernen Endbereichs des Arbeitszylinders (1) mit einer Einführschräge oder einem Einführradius versehen sind.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußdeckel (8) eine zum Arbeitszylinder (1) konzentrische radial umlaufende Aufnahmeausnehmung oder Aufnahmenut (12) aufweist, in die das kolbenstangenferne Ende des ausgebildeten Ausgleichsbehälterrohres (7) oder Zwischenrohres einsetzbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenstangenseitige Ende des Ausgleichsbehälterrohres (1) von einem ringförmigen Verschlußteil (13) verschlossen ist, das radial innen den Arbeitszylinder (1) dicht umschließt.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Ausgleichsbehälterrohr (7) ein ringförmiger Trennkolben (14) axial verschiebbar angeordnet ist, durch den das Ausgleichsbehälterrohr (7) in einen dem kolbenstangenseitigen Ende näheren, mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllten Druckraum (15) und einen dem kolbenstangenferneren Ende näheren, mit Dämpfflüssigkeit gefüllten und über die Einsenkungen (9) mit dem ersten Arbeitsraum (3) des Arbeitszylinders (1) verbundenen Ausgleichsraum (16) unterteilt ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Arbeitszylinder ein scheibenartiges Element eingesetzt ist, das auf der dem Dämpfungskolben (2) zugewandten Seite axial an Anschlägen und auf der dem Dämpfungskolben (2) abgewandten Seite axial an den radial nach innen gerichteten Einsenkungen (9) in Anlage ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartige Element ein Ventilelement (21) ist, das dicht in den Arbeitszylinder (1) eingesetzt ist und den ersten Arbeitsraum (3) von einer im Endbereich des Arbeitszylinders (1) gebildeten Ausgleichskammer (23) trennt sowie den ersten Arbeitsraum (3) und die Ausgleichskammer (23) verbindende Rückschlagventile (24) aufweist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenartige Element ein Anschlagelement ist, an das eine am Dämpfungskolben angeordnete Druckanschlagfeder im Endbereich des Einfahrhubes der Kolbenstange anschlagbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (18) über einen Nebenschlußweg mit dem Ausgleichsbehälterohr (7) verbindbar ist, wobei durch eine einen elektrischen Stellantrieb aufweisende Ventilbaugruppe (20) der Strömungsquerschnitt des Nebenschlußweges variierbar ist.
Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das kolbenstangenferne Ende des ersten Arbeitsraums (3) von einer Bodenventileinheit (19) verschlossen ist, über die der erste Arbeitsraum (3) und das Ausgleichsbehälterrohr (7’) miteinander verbindbar sind.