DE1004943B - Steuerung von pneumatischen oder hydro-pneumatischen Federelementen fuer Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Steuerungen von pneumatischen oder hydro-pneumatischen Federelementen für Fahrzeuge, bei denen die Federkraft durch die elastische Spannung eines Gaspolsters erzeugt wird und veränderlich ist, indem der Gasdruck der jeweiligen Fahrzeugbelastung und/oder dem jeweiligen Fahrzustand angepaßt wird. Steuerungen sind bekannt, bei denen aus dem Gaspolster mittels eines Ventils Gas ins Freie abgelassen werden kann, wodurch sich die Federkraft vermindert, und Gas durch einen Verdichter oder aus einer Druckflasche eingelassen werden kann, wodurch sich die Federkraft erhöht. Diese Steuerungen haben den Nachteil, daß die abgelassene Gasmenge selbst und die in dem gespannten Gas enthaltene Energie vollkommen verlorengeht. Auch muß ein Verdichter, z. B. bei Verwendung von Luft für die Federung, das gesamte pruickgefälle vom Außendruck bis zum Druck im Gaspolster überwinden.

Die Steuerung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an das Gaspolster zwei durch einen Verdichter verbundene Gasbehälter über Ventile oder andere Steuerorgane angeschlossen sind, von denen der eine, der Niederdruckbehälter, mit Gas von geringerem Druck als dem Betriebsdruck des Gaspolsters und der andere, der Überdruckbehälter, mit höherem Druck als demselben gefüllt ist. Soll der Druck des Gaspolsters vermindert werden, so wird Gas in den Niederdruckbehälter abgelassen. Dabei geht nur die dem Druckgefälle vom Gaspolster zu diesem entsprechende Energie verloren. Soll der Druck des Gaspolsters erhöht werden, so· wird in ihn aus dem Überdruckbehälter Gas eingelassen. Der Verdichter zwischen Niederdruck- und Überdruckbehälter muß nunmehr nur den Druckunterschied zwischen diesen beiden Behältern überwinden. Mit dem Vorhandensein der Druckbehälter, insbesondere des Überdruckbehälters, ist zugleich der Vorteil verbunden, daß das Einlassen von Gas in das Gaspolster sehr schnell erfolgen kann, in jedem Fall schneller, als wenn der Verdichter ohne Zwischenschalten eines Gasbehälters direkt in das Gaspolster fördern müßte.

Bei pneumatischen Federelementen, bei denen das Gaspolster mit einem ölvolumen zusammenarbeitet, das beispielsweise zur hydraulischen Dämpfung der Schwingungen des Federsystems dient, ist es zweckmäßig, den Niederdruck- und den Überdruckbehälter ebenfalls mit einem ölvolumen zusammenarbeiten zu lassen und alle ölvolumina miteinander über Ventile zu verbinden, wobei zwischen Niederdruck- und Überdruckbehälter zusätzlich eine ölpumpe angeordnet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das ölvolumen, welches mit dem Gaspolster in Verbindung steht, durch Ablassen von öl in den Nieder-Steuerung von pneumatischen oder

hydro-pneumatischen Federelementen

für Fahrzeuge

Anmelder:
Böge G. m. b. H._r Eitorf/Sieg, Forster Str. 40

Dipl.-Ing. Franz Tuczek, Eitorf/Sieg,
ist als Erfinder genannt worden

druckbehälter zu verkleinern oder durch Einlassen von öl aus dem Überdruckbehälter zu vergrößern. Hierdurch kann das Volumen des Gaspolsters verändert werden und eine gewollte Änderung der Federcharakteristik erreicht werden. Auch kann das mit dem Gaspolster zusammenarbeitende ölvolumen korrigiert werden, wenn zwischen ölvolumen und Gaspolster eine freie Oberfläche besteht und beim Ablassen oder Einlassen von Gas öl mitgerissen werden kann, wodurch sich das ölvolumen ändert.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hydro-pneumatischen Federelementes gemäß der Erfindung. Der Kolben 1 mit der Kolbenstange 2 gleitet in dem Arbeitszylinder 3, der das Gaspolster 4 und des ölvolumen 5, getrennt durch die freie Oberfläche 6, enthält. Der Kolben 1 besitzt nicht gezeichnete Ventile bekannter Bauart, die bei Bewegung des Kolbens im Arbeitszylinder Dämpfungskräfte erzeugen. Die freie Federkraft entspricht dem Produkt aus Kolbenstangenfläche und Druck des Gaspolsters. Die Dämpfungs- und Federkräfte werden vom Kolbenstangenende 8 und vom Bodenteil 9 des Arbeitszylinders 3 auf die entsprechenden Fahrzeugteile übertragen. Die Kolbenstange ist durch die Dichtung 7 nach außen abgedichtet. Das Gaspolster 4 steht einerseits über das Rückschlagventil 10 und das Regelventil 11 mit dem Niederdruckbehälter 12 und andererseits über das Rückschlagventil 13 und das Regelventil 14 mit dem Hochdruckbehälter 15 in Verbindung. Der Niederdruckbehälter 12 bzw. der Hochdruckbehälter 15 sind in ihrem oberen Teil 16 bzw. 17 mit Gas und dem unteren Teil 18 bzw. 19 mit öl gefüllt. Gas und öl sind durch die freien Oberflächen 20 bzw. 21 getrennt. Der ölraum 5 des Federelementes ist mit dem ölraum 18 des Nieder-

609 840/277

druckbehälter über das Rückschlagventil 22 und das Regelventil 23 sowie mit dem ölraum 19 des Hochdruckbehälters über das Rückschlagventil 24 und das Regelventil 25 verbunden. Die Rückschlagventile 10 bzw. 22 haben die Aufgabe, das Rückströmen von Gas bzw. öl aus dem Niederdruckbehälter zu verhindern, wenn in dem Zustand der geöffneten Regelventile 11 bzw. 23 infolge der Bewegungen der Kolbenstange der Druck des Gaspolsters 4 unter den Druck des Niederdruckbehälters sinkt. Ebenso- verhindern die Rückschlagventile 13 bzw. 24 das Rückströmen in den Hochdruckbehälter bei offenen Ventilen 14 bzw. 25. Niederdruckbehälter und Hochdruckbehälter sind durch die Leitungen 26 bzw. 27 verbunden, in denen der symbolisch gezeichnete Verdichter 28 bzw. die Pumpe 29 eingebaut ist, welche den gewollten Druckunterschied zwischen Niederdruckbehälter und Hochdruckbehälter aufrechterhalten.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere können zwischen dem pneumatischen Federelement und dem Niederdruck- bzw. Hochdruckbehälter alle bekannten Steuereinrichtungen eingebaut werden, welche mit dem Fahrzeug in bekannter Weise zusammenarbeiten. Die Trennung zwischen Gaspolster 4 und ölvolumen 5 muß nicht exakt durch die freie Oberfläche 6 vorhanden sein. Eine Mischung von Gas und öl ist zulässig, soweit die Funktion des Federelementes nicht beeinträchtigt wird. Auch kann das Gaspolster von dem Ölvolumen beispielsweise durch eine Membran getrennt sein. Zur Regelung des ölvoknmens können bekannte Vorrichtungen, wie Schwimmer od. dgl., Verwendung finden. Der Druck im Niederdruck- und Hochdruckbehälter bzw. der Druckunterschied zwisehen beiden kann durch Druckregelventile bekannter Art gesteuert werden, welche den Verdichter 28 bzw. die Pumpe 29 beeinflussen. Auch ist es möglich, die gesamte Gasmenge, welche sich im Niederdruck- und Hochdruckbehälter und im Gaspolster befindet, durch Ablassen oder Einlassen von Gas mittels eines weiteren Verdichters oder einer Druckflasche zu ändern. Dasselbe gilt für die gesamte ölmenge durch Ablassen von öl bzw. Einlassen mittels einer besonderen Pumpe od. dgl. Bei dem Federelement muß es sich nicht, wie in der Abbildung dargestellt, um ein soches mit frei austretender Kolbenstange handeln, welche die Federkraft abgibt. Die Erfindung kann auch auf jedes andere Federelement mit einem Gaspolster angewendet werden, das die Federkraft in anderer Weise abgibt, z. B. durch Membranen oder elastische Wände.

Wenn in dem Federelement mit einer freien Oberfläche zwischen öl und Gas eine ölqualität vorgesehen ist, die die Eigenschaft hat, eine bestimmte Menge Gas zu lösen, so· besteht die Gefahr, daß bei plötzlichem Ablassen von Gas eine Verschäumung eintritt. In diesem Falle ist es zweckmäßig, den Druckunterschied zwischen Hochdruckbehälter und Federelement bzw. Federelement und Niederdruckbehälter so klein zu machen, daß der Grad der Verschäumung auf ein zulässiges Maß beschränkt ist.

Γ ü

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steuerung von pneumatischen oder hydropneumatischen Federelementen für Fahrzeuge, bei der die Federkraft durch die elastische Spannung eines Gaspolsters erzeugt wird und veränderlich ist, indem der Gasdruck der jeweiligen Fahrzeugbelastung und/oder dem jeweiligen Fahrzustand angepaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei hintereinander durch einen Verdichter (28) verbundene Gasbehälter (12-16, 15-17/Ventile (11, 14) oder andere Steuerorgane jeder für sich an 'das Gaspolster (4) angeschlossen sind, von denen der eine, der Niederdruekbehälter (12-16), mit Gas von geringerem Druck als dem Betriebsdruck des Gaspolsters und der andere, der Überdruckbehälter (15-17), mit höherem Druck als demselben gefüllt ist.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaspolster (4), der Niederdruekbehälter (12-16) und der Hochdruckbehälter (15-17) mit Ölvolumina (18, 19) zusammenarbeiten, wobei diese über Ventile (23, 25) oder andere Steuerorgane miteinander verbunden sind.

3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ölvolumen (18, 19) des Niederdruck- und dem des Öldruckbehälters eine ölpumpe (29) angeordnet ist.

4. Steuerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum von dem ölvolumen in dem Federelement und/oder in den Gasbehältern in an sich bekannter Weise durch eine Membran oder andere Einrichtung getrennt ist.

5. Steuerung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des ölvolumens bekannte Vorrichtungen Verwendung finden und/oder die Summe der ölvolumina durch zusätzliche Einrichtungen, z. B. ölpumpen, verändert werden kann.

6. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Luftmenge im Federelement, im Niederdruck- und im Hochdruckbehälter durch zusätzliche Einrichtungen, z. B. einen Verdichter, geändert werden kann.

7. Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckunterschied zwischen Niederdruck- und Hochdruckbehälter durch Einrichtungen bekannter Art konstant gehalten oder in anderer Weise beeinflußt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 384 544, 386 855, 148, 694 455, 837 551;

deutsche Patentanmeldung Sch 7829 11/63 c.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 840/277 3.57