DE10317619B3

DE10317619B3 - Schwingungsdämpfer mit einer hohlen Kolbenstange

Info

Publication number: DE10317619B3
Application number: DE2003117619
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Pradel (FH); Achim Dr. Thomä
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-04-17

Abstract

Kolben-Zylinderaggregat, umfassend eine hohle Kolbenstange, die endseitig durch einen Boden und einen Deckel verschlossen, wobei der Boden und/oder der Deckel zu einem zwischen dem Boden und dem Deckel angeordneten Zwischenrohr als separate Bauteile ausgeführt ist/sind, wobei innerhalb der hohlen Kolbenstange eine Zugstange angeordnet ist, die den Boden und den Deckel zu dem Zwischenrohr verspannt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einer hohlen Kolbenstange gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Insbesondere aus Gründen des Leichtbaus setzen sich im Kraftfahrzeugbau stetig hohle Kolbenstangen für Schwingungsdämpfer durch. Seit geraumer Zeit ist es bekannt, hohle Kolbenstangen durch ein Umformverfahren endseitig zu verschießen. Dabei wird das Ende der Kolbenstange flaschenhalsförmig zugehämmert. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die DE 83 17 308 U1 verwiesen. Dieses Verfahren bedingt jedoch eine gewisse Materialauswahl, da sich nicht jeder Werkstoff für dieses Umformverfahren eignet.

Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer hohlen Kolbenstange besteht darin, ein einfaches Rohr endseitig mit einem Boden und einem Deckel zu versehen, beispielsweise durch ein Reibschweißverfahren. Zwangsläufig sind auch für dieses Schweißverfahren bestimmte Werkstoffe nicht einsetzbar.

Aus der DE 196 06 990 C2 ist z. B. eine hohle Kolbenstange bekannt, in der ein Sensor angeordnet ist, der mit einem Spule innerhalb einer Kolbenstangenführung zusammenwirkt. Eine derartige hohle Kolbenstange muss aus einem unmagnetischen Werkstoff bestehen, da ansonsten der in der Kolbenstange angeordnete Sensor kein verwertbares Signal liefert. Insbesondere unmagnetische Werkstoffe, wie austenitischer Stahl, sind in der Regel weder schweißbar, noch können sie in der vorstehend beschriebenen Art ohne Verlust ihrer besonderen nichtmagnetischen Eigenschaften endseitig zugehämmert werden. In der DE 196 06 990 C2 wird eine zweigeteilte Kolbenstange eingesetzt, die über ein einschraubbares Verbindungsteil und ein einschraubbares Gelenk verschlossen wird. Die Schraubverbindung an der Kolbenstange ist vergleichsweise teuer. Es muss für eine ausreichend feste Verbindung eine entsprechende Wandstärke verwendet werden, da die Schraubverbindung die effektive Wandstärke reduziert.

Die gattungsbildende DE 196 47 506 A1 beschreibt ein Kolben-Zylinderaggregat, umfassend eine hohle Kolbenstange, die endseitig durch einen Boden und einen Deckel verschlossen ist, wobei der Boden und/oder der Deckel zu einem zwischen dem Boden und dem Deckel angeordneten Zwischenrohr als separate Bauteile ausgeführt ist/sind und innerhalb der hohlen Kolbenstange eine Zugstange angeordnet ist, die den Boden und den Deckel zu dem Zwischenrohr verspannt. Der hohle Innenraum der Kolbenstange ist mit einem Kunststoffmantel gefüllt.

Die DE 36 23 143 A1 offenbart einen Druckluftzylinder mit einer zweiteiligen Kolbenstange, deren Kolbenstangeabschnitte durch eine innere Zugstange verspannt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hohle Kolbenstange zu realisieren, die eine große Werkstoffauswahl ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil besteht darin, dass man als Zwischenrohr ein ganz einfaches Rohr verwenden kann, dass lediglich auf die genaue Länge bearbeitet sein muss.

Das Ablängen eines Rohres von einem Stangenprofil kann vergleichsweise schnell und einfach erledigt werden.

Die Zugstange soll nicht nur den Boden und den Deckel tragen, sondern es ist zusätzlich vorgesehen, dass die Zugstange einen Kolben an der Kolbenstange befestigt.

Magnetisch transparente Werkstoffe sind vielfach deutlich teurer als ein gewöhnlicher Stahl für eine Kolbenstange. Um den Mehrpreis für den besonderen Werkstoff zu kompensieren, erstreckt sich das Zwischenrohr nur auf einen Längenbereich, der von einer Messanordnung zur Sensierung der Kolbenstangenbewegung erfasst wird.

Aus Gewichtsgründen, aber auch um ein möglichst gutes Signal für die Messanordnung zu erreichen, ist an der Innenwandung des Zwischenrohres eine Sensorfolie angeordnet. Die Sensorfolie muss sich nicht unbedingt auf die gesamte Innenwandung des Zwischenrohres erstrecken, sondern kann auch als Streifen ausgeführt sein.

Zum Schutz und zur Isolation der Sensorfolie kann der Hohlraum innerhalb der Kolbenstange mit einer Vergussmasse gefüllt sein.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Die 1 zeigt stilisiert ein Kolben-Zylinderaggregat in der Bauform eines Schwingungsdämpfers 1, in dessen Zylinder 3 eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Die Kolbenstange trägt einen Kolben 7, der den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11 unterteilt. Beide Arbeitsräume sind über Ventile 13; 15 im Kolben in Abhängigkeit der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit miteinander verbunden.
Der kolbenstangenferne Arbeitsraum 11 wird endseitig von einem Bodenventil 17 begrenzt, in dem ebenfalls mindestens ein Dämpfventil 19; 21 angeordnet ist. Das andere Ende des Zylinders wird von einer Kolbenstangenführung 23 abgeschlossen, die auch die radiale Führung eines Behälterrohres 25 zum Zylinder 3 bestimmt. Zwischen dem Zylinder 3 und dem Behälterrohr 25 ist ein Ausgleichsraum 27 für das verdrängte Kolbenstangenvolumen bei ein- und ausfahrender Kolbenstange. Der Zylinder 3 und ein Teil des Ausgleichsraums 27 sind mit einem Dämpfmedium gefüllt. Das gesamte Aggregat wird von einem Kolbenstangendichtung 23 zur Umgebung abgedichtet.
Die Kolbenstange 5 des Schwingungsdämpfers besteht aus einem Boden 31, einem Zwischenrohr 33 und einem Deckel 35. Alle drei genannten Teile stellen separate Bauteile dar, wobei das Zwischenrohr aus einem magnetisch transparenten Werkstoff besteht. Das Zwischenrohr stützt sich axial mit seinen beiden Stirnflächen jeweils an dem Deckel und dem Boden ab. Der Deckel und der Boden verfügen über Zentrierabsätze 31_z , 35_z für das Zwischenrohr. Die gesamte Kolbenstange wird von einer koaxial verlaufenden Zugstange 37 axial verspannt. Innerhalb des Deckels 35 ist ein Befestigungsgewinde 39 für die Zugstange ausgeführt.
Des weiteren befestigt die Zugstange 37 den Kolben 7 an der Kolbenstange 5. Zwischen dem Kolben 7 und dem Boden 31 ist eine Dichtung 41 eingelegt, um einen Hohlraum 43 innerhalb der Kolbenstange zu verschließen. Eine weitere Dichtung 43 verhindert das Eindringen von Dämpfmedium zwischen dem Boden 31 und dem Zwischenrohr 33 im Bereich des Zentrierabsatzes 31_z . Auch zwischen dem Deckel 35 und dem Zwischenrohr 33 ist eine funktionsgleiche Dichtung 45 angeordnet.
Innerhalb der hohlen Kolbenstange ist an der Innenwandung des Zwischenrohres 33 eine Sensorfolie 47 angeordnet, die mit einem außerhalb des Schwingungsdämpfers befindlichen Magneten 49 zusammenwirkt. Deshalb ist das Zwischenrohr aus einem magnetisch transparenten Werkstoff gefertigt. Die Länge des Zwischenrohres erstreckt sich lediglich auf einen Bereich, der von der Messanordnung zur Erfassung der Kolbenstangenbewegung benötigt wird. Die maximale Hublänge der Kolbenstange kann größer sein, da insbesondere der Boden der Kolbenstange eine hülsenförmige Ausdehnung 31h; 35h aufweist.
Eine Anschlussleitung 51 ist durch den Deckel 35 geführt. Zum Schutz der Sensorfolie ist der Hohlraum 43 der Kolbenstange 99f mit einer Vergussmasse 53 gefüllt, die u. a. auch die Anschlussleitung einschließt und damit gegen Vibrationen schützt.

Claims

Kolben-Zylinderaggregat, umfassend eine hohle Kolbenstange, die endseitig durch einen Boden und einen Deckel verschlossen ist, wobei der Boden und/oder der Deckel zu einem zwischen dem Boden und dem Deckel angeordneten Zwischenrohr als separate Bauteile ausgeführt ist/sind und innerhalb der hohlen Kolbenstange eine Zugstange angeordnet ist, die den Boden und den Deckel zu dem Zwischenrohr verspannt, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der hohlen Kolbenstange eine Messanordnung (47, 49) angeordnet ist, die die Kolbenstangenbewegung sensiert
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (37) einen Kolben (7) an der Kolbenstange (5) befestigt.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die axiale Erstreckung des Zwischenrohres (33) nur auf einen Längenbereich beschränkt, der von der Messanordnung (47, 49) erfasst wird.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwandung des Zwischenrohres (33) eine Sensorfolie (47) angeordnet ist.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (43) innerhalb der Kolbenstange (5) mit einer Vergussmasse (53) gefüllt ist.