DE19848798C1 - Kolben-Zylinder-Aggregat - Google Patents
Kolben-Zylinder-AggregatInfo
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- B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
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Abstract
Kolben-Zylinder-Aggregat, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem an einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszylinder axial verschiebbar angeordneten Kolben, Befestigungselemente von denen mindestens eines in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist, wobei die Bohrung der Kolbenstange ausgehend vom Durchmesser des Gewindes sich nach außen erweitert und daß das Befestigungselement einen entsprechenden, sich von außen bis zum Gewinde verkleinernden Ansatz aufweist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus
einem Arbeitszylinder, einem an einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszy
linder axial verschiebbar angeordneten Kolben, Befestigungselemente von de
nen mindestens eines in einer mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolben
stange eingeschraubt ist.
Es sind bereits Kolben-Zylinder-Aggregate bekannt, z. B. selbstpumpende hy
dropneumatische Federbeine mit innerer Niveauregulierung (DE 33 16 069 A1),
bei denen eine rohrförmige Kolbenstange an ihrem äußeren Ende durch einen
Einschraubbolzen verschlossen ist. Der Einschraubbolzen hat einen Absatz, der
über das Drehmoment der Verschraubung auf die Stirnseite der Kolbenstange
gepreßt wird. Diese Art eines Kolbenstangenverschlusses bietet den Vorteil des
Einschraubens unterschiedlicher Einschraubbolzen bei gleichbleibender Kol
benstange. Diese Verbindung ist hauptsächlich für die Kraftübertragung in
Axialrichtung aufgelegt, also für Elemente in Achsdämpfer-Bauweise
(Stoßdämpfer).
Nachteilig ist bei diesen Ausführungsformen, daß bei Anwendung dieser Kol
ben-Zylinder-Aggregate bei Federbeinen durch Radführungskräfte Biegebean
spruchungen aufgenommen werden müssen. Die Biegesteifigkeit eines derarti
gen Federbeines ist abhängig von der über das Drehmoment erzeugten An
preßkraft auf der Stirnseite der Kolbenstange. Versuche im Prüffeld haben er
geben, daß sich aufgrund der rechtwinkelig zur Mittelachse stehenden Anpreß
fläche die Gewindeverbindung entweder lockert bzw. letztlich ein Abriß an die
ser Stelle quer durch den Einschraubbolzen erfolgt.
Desweiteren sind Kolben-Zylinder-Aggregate (z. B. US-PS 3.611.881) bekannt,
bei denen ein Befestigungselement mit Gewinde in der Kolbenstange fixiert ist.
Die konischen Flächen sind mit gleichen Winkeln versehen, so daß nur eine
geringe Flächenpressung erzielt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, Befestigungselemente an einer Kolbenstange
eines Kolben-Zylinder-Aggregates derart anzubringen, daß nicht nur axiale
Kräfte von der Verbindung übertragen werden können, sondern daß auch dy
namische Biegebeanspruchungen mit ausreichender Sicherheit aufgenommen
werden können und durch eine hohe Flächenpressung ein fester
Verbund gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bohrung der
Kolbenstange ausgehend vom Durchmesser des Gewindes sich konisch nach
außen erweitert und daß das Befestigungselement einen entsprechenden, sich
von außen bis zum Gewinde verkleinernden konischen Ansatz aufweist und die
sich erweiternde Fläche der Kolbenstange und der sich verkleinernde Ansatz
mit unterschiedlich großen Winkeln versehen sind.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß die Verbindung durch die schräg ver
laufenden Flächen mit einer großen Flächenpressung erfolgen kann, so daß
damit ein fester Verbund beider Teile erzielbar ist.
Vorteilhaft ist desweiteren, daß der Ansatz des Befestigungselementes als auch
der Endbereich der Kolbenstange eine konische Formgebung als Anpreßfläche
aufweisen, wobei der Konuswinkel des Ansatzes geringfügig größer ist als der
der Kolbenstange. Aufgrund dieser Zwangszentrierung und des Winkelunter
schiedes ist die hohe Flächenpressung am Ende der Kolbenstange stets ge
währleistet und schafft somit einen festen Verbund beider Teile.
Bei einem weiteren Merkmal verläuft der sich verjüngende Ansatz des Befesti
gungselements konisch.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das
Befestigungselement, der Ansatz und der das Gewinde aufweisende Bolzen
einteilig ausgebildet sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist zur Erzielung einer einwandfreien Dicht
heit des Hohlraumes der Kolbenstange vorgesehen, daß bei Verwendung einer
hohlen Kolbenstange das Befestigungselement den Hohlraum der Kolbenstange
druckdicht verschließt. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, daß zwischen dem
Hohlraum der Kolbenstange und dem Befestigungselement mindestens eine
Dichtung angeordnet ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche
matisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Kolben-Zylinder-Aggregat in Form eines Achsdämpfers
Fig. 2 ein Kolben-Zylinder-Aggregat in Form eines radführenden Federbeines
Fig. 3 bis 5 einzelne Ausführungsformen eines Befestigungselementes mit
einer Kolbenstange
Fig. 6 der Endbereich der Kolbenstange zusammen mit einem Befestigungsstift
als Einzelteil
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Befestigungselementes zusammen
mit einer Kolbenstange.
Das in Fig. 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Aggregat besteht im wesentlichen
aus dem Außenrohr 9, in dem der Arbeitszylinder 10 angeordnet ist, wobei im
Arbeitszylinder 10 der Kolben 11 an einer Kolbenstange 2 befestigt ist und zu
sammen mit der Kolbenstange im Arbeitszylinder 10 axial bewegbar angeordnet
ist. Das Befestigungselement 4a ist direkt mit dem Außenrohr 9 verbunden,
während das Befestigungselement 4b über einen mit Gewinde 3 versehenen
Bolzen 6 mit der Kolbenstange 2 verbunden ist. Der Ansatz 5 des Befesti
gungselementes 4b hat dabei eine sich bis zum Gewinde 3 hin verjüngende
Fläche. Die Bohrung 1 der Kolbenstange 2, welche hohl ausgebildet ist und
einen Hohlraum 7 aufweist hat dabei eine sich erweiternde Fläche, in die der
Ansatz 5 eingreift.
Aus der Fig. 2 ist ein Federbein dargestellt, welches ebenfalls mit einem Au
ßenrohr 9 versehen ist, wobei die Kolbenstange 2 über das Gewinde 3 das
Befestigungselement 4b trägt. Auch bei dieser Ausführungsform sind verjüngen
de und sich erweiternde Flächen vorgesehen. Die Verbindung ist im Prinzip wie
in Fig. 1 dargestellt ausgeführt.
Aus den Fig. 3 bis 5 sind als Einzelheiten jeweils die Endbereiche der Kol
benstangen 2 sowie die Befestigungselemente 4b zu entnehmen. Der Ansatz 5
verjüngt sich bis zum Gewinde 3, während die Bohrung 1 der Kolbenstange 2 in
ihrem Endbereich sich erweitert, so daß der Ansatz 5 gegenüber der Kolben
stange 2 eine flächige, zumindest jedoch eine Linienberührung aufweist. Zur
Erzielung einer Druckdichtigkeit ist in Fig. 4 zwischen dem Ansatz 5 und der
Bohrung 1 der Kolbenstange 2 eine Dichtung 8 angeordnet.
In der Fig. 5 ist diese Dichtung 8 Bestandteil eines Ventiles.
Aus der Fig. 6 ist als Einzelheit zu entnehmen, daß das Befestigungselement
4b einen Ansatz 5 aufweist, dessen Konuswinkel X geringfügig größer ist als der
Konuswinkel Y der Kolbenstange 2. Der vergrößerte Ausschnitt der Fig. 6a
zeigt deutlich, daß der Winkelunterschied des Konuswinkel X des Ansatzes 5
gegenüber dem Konuswinkel Y der Kolbenstange 2 für eine Zwangszentrierung
sorgt, wobei der Anpreßdruck im Endbereich der Kolbenstange 2 seinen größ
ten Wert einnimmt. Aufgrund dieser Flächenpressung wird eine Dichtwirkung
gegen Feuchtigkeit geschaffen, damit das Gewinde 3 keinerlei Umwelteinflüs
sen ausgesetzt ist. Die Konusrückstellkraft im Endbereich der Kolbenstange 2
stellt gleichermaßen ähnlich einer Federunterlegscheibe, eine Gewindesiche
rung gegen Losdrehen dar. Aufgrund der Zwangszentrierung und des Winkelun
terschiedes ist die hohe Flächenpressung am Ende der Kolbenstange 2 stets
gewährleistet und schafft somit einen festen Verbund beider Teile zueinander.
Aus der Fig. 7 ist eine weitere Ausführung dargestellt, bei dem das Befesti
gungselement 4b über eine Schraubverbindung 12 mit dem Ansatz 5 des Bol
zens 6 verbunden ist. Das Befestigungselement 4b kann jedoch gleichermaßen
einteilig mit dem Ansatz 5 ausgebildet sein.
1
- Bohrung
2
- Kolbenstange
3
- Gewinde
4
- Befestigungselement
5
- Ansatz
6
- Bolzen
7
- Hohlraum
8
- Dichtung
9
- Außenrohr
10
- Arbeitszylinder
11
- Kolben
12
- Schraubverbindung
Claims (5)
1. Kolben-Zylinder-Aggregat bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem an
einer Kolbenstange befestigten, im Arbeitszylinder axial verschiebbar ange
ordneten Kolben, Befestigungselemente von denen mindestens eines in einer
mit Gewinde versehenen Bohrung der Kolbenstange eingeschraubt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bohrung (1) der Kolbenstange (2) ausgehend vom Durchmesser des
Gewindes (3) sich konisch nach außen erweitert und daß das Befestigungs
element (4) einen entsprechenden, sich von außen bis zum Gewinde verklei
nernden konischen Ansatz (5) aufweist und die sich erweiternde Fläche der
Kolbenstange und der sich verkleinernde Ansatz mit unterschiedlich großen
Winkeln versehen sind.
2. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der sich verjüngende Ansatz (5) des Befestigungselements (4) konisch
verläuft.
3. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungselement (4), der Ansatz (5) und der das Gewinde auf
weisende Bolzen (6) einteilig ausgebildet sind.
4. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung einer hohlen Kolbenstange (2) das Befestigungselement
(4) den Hohlraum (7) der Kolbenstange (2) druckdicht verschließt.
5. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Hohlraum (7) der Kolbenstange (2) und dem Befesti
gungselement (4) mindestens eine Dichtung (8) angeordnet ist.
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