DE19531794C1

DE19531794C1 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE19531794C1
Application number: DE19531794A
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck; Werner Kuchheuser; Wilhelm Wortmann
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: US5848677A; JPH09119470A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus ei nem Arbeitszylinder, einem Kolben und einer, den Kolben tragenden, aus dem Arbeitszylinder abgedichtet nach außen heraustretenden Kolbenstange und mindestens einem ringförmigen, von zwei zylindrischen Rohren gebildeten Ausgleichsraum, der durch einen Trennkolben in zwei Teilräume getrennt ist.

Es sind bereits hydropneumatische Kolben-Zylinder-Anordnungen bekannt (z. B. DE 39 35 107 A1, EP 0.224.825 B1, EP 0.041.342 A2), bei denen ein Aus gleichsraum oder eine mit einem hydraulischen Medium gefüllte Ringkammer jeweils einen Trennkolben aufweist. Derartige Ring-Trennkolben sind in ring förmigen Kammern angeordnet und dichten die Innenwandung als auch die Au ßenwandung gegenüber den zu beiden Seiten des Ring-Trennkolben angeord neten Teilkammern gegeneinander ab. Da der Ring-Trennkolben mit einem einteiligen Hauptkörper versehen ist, besteht das Problem darin, daß das Innen rohr zum Außenrohr exakt fluchten muß, um ein Klemmen des Ring-Trennkolbens während der axialen Verschiebung innerhalb der Ausgleichs kammer vermieden wird. Bei Serienanwendungen sind bereits aus Kostengrün den entsprechende Toleranzen vorgegeben, so daß hierbei ein derartiger Trennkolben nicht ohne weiteres anwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Trennkolben eines Ausgleichsraumes eines Kolben-Zylinder-Aggregates derart auszubilden, daß Fertigungstoleranzen der Führungsflächen keine nachteilige Beeinträchtigung der Dichtheit und der axia len Verschiebbarkeit hervorrufen.

Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Trenn kolben je ein Teil aufweist, welches auf der diesem Teil zugewandten Wandung des jeweiligen Rohres des Ausgleichsraumes axial beweglich, dichtend geführt ist und daß die beiden Teile des Trennkolbens zueinander radial beweglich und gegeneinander abgedichtet angeordnet sind.

Bei einer derartigen Lösung ist von Vorteil, daß ein kostengünstiger und aus wenigen Teilen bestehender Ring-Trennkolben geschaffen wird, der auch bei Toleranzen in der Koaxialität der einzelnen Rohre zueinander ausreichend ab dichtet und bei axialer Verschiebung nicht zum Klemmen neigt, denn die einzel nen Teile sind relativ zueinander radial beweglich angeordnet.

Nach einer Ausführungsform sind die beiden Teile fest miteinander verbunden. Die beiden Teile lassen sich auch einteilig ausbilden, wobei dann über entspre chende Vorkehrungen die Teile zueinander radial beweglich gehalten werden können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind die Teile des Trennkolbens über einen flexiblen Bereich miteinander verbunden. Mit Vorteil ist hierbei der flexible Be reich als gummielastische Membran bzw. gummielastisches, rohrförmiges Ele ment ausgebildet.

Darüber hinaus läßt sich der flexible Bereich als dünnwandiger Balg aus Metall, Kunststoff oder dergleichen ausbilden.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Teile des Trennkolbens durch eine Nut-Feder-Verbindung miteinander verbunden. Diese Nut-Feder-Ver bindung kann dabei problemlos mit einer Dichtung versehen werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Dichtung der Nut-Feder- Verbindung gleichzeitig gegenüber der inneren und äußeren Wandung abdich tet.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche matisch dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer, bzw. hydropneumatisches Federbein, teils geschnitten mit einem Ausgleichsraum und einem Ring-Trennkolben

Fig. 2 bis 9 einzelne Ausführungen von verschiedenen Ring-Trennkolben.

Aus der Fig. 1 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat dargestellt, bei dem es sich hier um ein hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung han delt, es sind allerdings auch Schwingungsdämpfer oder ähnliche Kolben- Zylinder-Einheiten denkbar. Das in Fig. 1 dargestellte Aggregat besteht im we sentlichen aus einem mit Öl und/oder Gas gefüllten Behälter, bei dem im, als Rohr 2 ausgebildeten, Arbeitszylinder ein Kolben (nicht dargestellt) an einer Kolbenstange 9 befestigt ist. Koaxial um das Rohr 2 ist ein weiteres Rohr 3 an geordnet, welches einen Ausgleichsraum 4 bildet und in dem ein Trennkolben 1 den Ausgleichsraum 4 in zwei Teilräume unterteilt. Die Teilräume des Aus gleichsraumes 4 können dabei jeweils mit einem Dämpfungsmittel, einem Hy draulikfluid und/oder einem Gas gefüllt sein. Die Befüllung des Aggregates ist abhängig von der Funktion des Kolben-Zylinder-Aggregates und ist von der Ausführung des Trennkolbens 1 unabhängig.

Der Trennkolben 1 besteht aus einem Teil 1a, welches an der Außenwandung des inneren Rohres 2 geführt ist und aus einem Teil 1b, welches an der Innen wandung des äußeren Rohres 3 axial beweglich geführt ist. Die beiden Teile 1a und 1b sind über einen flexiblen Bereich 5 miteinander verbunden, so daß über diesen flexiblen Bereich 5 eine radiale Beweglichkeit des Teiles 1a gegenüber dem Teil 1b möglich ist. Zur einwandfreien Abdichtung der Teile 1a und 1b ist jeweils eine Dichtung 10 bzw. 11 innerhalb einer Ausnehmung der Teile 1a und 1b vorgesehen. Die Dichtung 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Teil 1a in einem Ansatz angeordnet, wobei ein Element 12 über eine Schnappverbin dung die Dichtung 11 in der Ausnehmung des Teiles 1a fixiert.

Durch die Teilung der Dichtungskammer ist bei der formgebundenen Herstel lung des Trennkolbens 1 ein Ausformen in axialer Richtung möglich. Das radiale Ausformen einer geschlossenen Dichtungskammer bedeutet werkzeugtechni schen Aufwand verbunden mit einer schlechteren Oberfläche.

In den Fig. 2 bis 9 sind einzelne Ausführungsbeispiele von Ring- Trennkolben 1 dargestellt, welche jeweils gegenüber der Außenwandung des inneren Rohres 2 und der Innenwandung des äußeren Rohres 3 abgedichtet geführt sind.

In der Fig. 2 ist dabei das Teil 1a über einen dünnwandigen, in Axialrichtung verlaufenden elastischen Bereich 5 mit dem Teil 1b verbunden. In der Fig. 3 handelt es sich um einen Trennkolben 1 aus dünnwandigem Metall, wobei der flexible Bereich als in Axialrichtung angeordnete Falte ausgebildet ist, so daß die Teile 1a und 1b ständig vorgespannt gegenüber der jeweiligen Wandung der Rohre 2 und 3 anliegen. Die Dichtungen 10 bzw. 11 befinden sich in entspre chend ausgeformten ringförmigen Nuten.

Fig. 4 zeigt einen Ring-Trennkolben 1, bei dem das Teil 1a gegenüber dem Teil 1b wiederum über einen flexiblen Bereich 5 miteinander verbunden ist. Sämtliche Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 2, 3 und 4 sind einteilig ausgebil det.

In den Fig. 5 bis 8 sind jeweils Trennkolben 1 dargestellt, welche mehrteilig ausgebildet sind und wobei die Teile 1a und 1b über eine Nut-Feder-Verbindung 6, wie beispielsweise in den Fig. 5, 6 und 7 oder über ein z. B. rohrförmiges, gummielastisches Element 13 (Fig. 8) miteinander verbunden sind. In der Nut- und Feder-Verbindung 6 der Fig. 5 und 6 ist zusätzlich jeweils noch eine Dichtung 8 vorgesehen, die eine entsprechende Abdichtung gewährleistet, wäh rend die radiale Verschiebbarkeit des Teiles 1a gegenüber dem Teil 1b nicht beeinträchtigt wird.

Aus der Fig. 7 ist das Teil 1a gegenüber dem Teil 1b wiederum über eine Nut- Feder-Verbindung 6 radial beweglich angeordnet, während die Abdichtung so wohl der Nut-Feder-Verbindung 6 als auch der Teile 1a bzw. 1b gegenüber dem jeweiligen Rohr 2 oder 3 über einen dünnwandigen Balg 7 erfolgt. Der dünn wandige Balg 7 ist dabei als gummielastische Membran ausgebildet.

Aus der Fig. 9 ist eine weitere Ausführungsform zu entnehmen, die im Prinzip der Fig. 2 entspricht, wobei jedoch als Material ein Kunststoff vorgesehen wer den kann, während im übrigen die Teile 1a und 1b wiederum mit den Dichtun gen 10 und 11 versehen werden können und der radiale Ausgleich über den flexiblen Bereich 5 in Form eines axial verlaufenden Bereiches erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 - Trennkolben
2 - Rohr
3 - Rohr
4 - Ausgleichsraum
5 - flexibler Bereich
6 - Nut-Feder-Verbindung
7 - dünnwandiger Balg
8 - Dichtung
9 - Kolbenstange
10 - Dichtung
11 - Dichtung
12 - Element
13 - gummielastisches, rohrförmiges Element

Claims

1. Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem Kol ben und einer, den Kolben tragenden, aus dem Arbeitszylinder abgedichtet nach außen heraustretenden Kolbenstange und mindestens einem ringförmi gen, von zwei zylindrischen Rohren gebildeten Ausgleichsraum, der durch ei nen Trennkolben in zwei Teilräume getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben (1) je ein Teil (1a und 1b) aufweist, welches auf der die sem Teil (1a bzw. 1b) zugewandten Wandung des jeweiligen Rohres (2, 3) des Ausgleichsraumes (4) axial beweglich, dichtend geführt ist und daß die beiden Teile des Trennkolbens (1) zueinander radial beweglich und gegen einander abgedichtet angeordnet sind.

2. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1a, 1b) fest miteinander verbunden sind.

3. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1a, 1b) des Trennkolbens (1) über einen flexiblen Bereich (5) miteinander verbunden sind.

4. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Bereich (5) als gummielastische Membran bzw. gummielasti sches, rohrförmiges Element (13) ausgebildet ist.

5. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Bereich (5) als dünnwandiger Balg (7) aus Metall, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet ist.

6. Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1a, 1b) einteilig ausgebildet sind.

7. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (1a, 1b) des Trennkolbens durch eine Nut-Feder-Verbindung (6) miteinander verbunden sind.

8. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut-Feder-Verbindung (6) mit einer Dichtung (8) versehen ist.

9. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (8) der Nut-Feder-Verbindung (6) gleichzeitig gegenüber der inneren und äußeren Wandung abdichtet.

10. Kolben-Zylinder-Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (1a, 1b) radial federnd gegeneinander vorgespannt sind.