DE19531794C1 - Kolben-Zylinder-Aggregat - Google Patents
Kolben-Zylinder-AggregatInfo
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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
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 (10)
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.
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