DE102008046632A1 - Gas spring accumulator for changing hydraulic pressure of suspension device in motor vehicle, has powering element formed as elastomer body arranged in hydraulic area, where powering element comprises receiving space for hydraulic fluid - Google Patents

Gas spring accumulator for changing hydraulic pressure of suspension device in motor vehicle, has powering element formed as elastomer body arranged in hydraulic area, where powering element comprises receiving space for hydraulic fluid Download PDF

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Abstract

The accumulator (10) has a gas chamber (12) separated from a hydraulic area (16) by a separator (14). The separator is movable by a gas pressure available in the gas chamber in a gas pressure direction directed towards the hydraulic area. A powering element (24) formed as an elastomer body is arranged in the hydraulic area, where the powering element comprises a receiving space (26) for a hydraulic fluid. The powering element is formed by a spring e.g. metallic spring, by a foam material or by a piston.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasfederspeicher zum Ändern eines hydraulischen Drucks in einer Federungseinrichtung, insbesondere eines Kraftwagens, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a gas spring accumulator for changing a hydraulic pressure in a suspension device, in particular of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.

Die DE 101 07 631 A1 beschreibt eine Federungseinrichtung eines Kraftwagens, bei welcher zwei Hydraulikzylinder zwischen gefederten und ungefederten Massen des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Durch einen Trennkolben getrennte Ringräume jedes der Hydraulikzylinder sind jeweils an einen Gasfederspeicher angeschlossen. Durch Zuführen einer Hydraulikflüssigkeit in den Gasfederspeicher lässt sich ein Gasdruck in einem Gasraum des Gasfederspeichers erhöhen, wodurch gleichzeitig ein Druck einer Hydraulikflüssigkeit in einem Hydraulikraum des Gasfederspeichers erhöht wird. Dadurch ist ein erhöhter Druck in dem Hydraulikzylinder einstellbar, wodurch ein Anpassen eines Federungsverhaltens der Federungseinrichtung, etwa an veränderte Radlastverhältnisse, ermöglicht ist. Als nachteilig bei einem derartigen Gasfederspeicher ist anzusehen, dass aufgrund von physikalischen Eigenschaften des Gases bei niedrigen Gasdrücken eine geringe Änderung des Drucks der Hydraulikflüssigkeit eine vergleichsweise große Volumenänderung des Hydraulikraums erfordert. Zum Betreiben eines derartigen Gasfederspeichers bei niedrigen Drücken sind also vergleichsweise hohe Volumenströme der Hydraulikflüssigkeit erforderlich, welche meist mit entsprechend hohen Verlustleistungen einhergehen.The DE 101 07 631 A1 describes a suspension device of a motor vehicle, in which two hydraulic cylinders are arranged between sprung and unsprung masses of the motor vehicle. By a separating piston separate annular spaces of each of the hydraulic cylinders are each connected to a gas spring accumulator. By supplying a hydraulic fluid into the gas spring accumulator, a gas pressure in a gas space of the gas spring accumulator can be increased, whereby at the same time a pressure of a hydraulic fluid in a hydraulic space of the gas spring accumulator is increased. As a result, an increased pressure in the hydraulic cylinder is adjustable, whereby an adaptation of a suspension behavior of the suspension device, for example to changed wheel load conditions, is made possible. A disadvantage of such a gas spring storage is to be considered that due to physical properties of the gas at low gas pressures a small change in the pressure of the hydraulic fluid requires a relatively large change in volume of the hydraulic chamber. To operate such a gas spring accumulator at low pressures so comparatively high volume flows of the hydraulic fluid are required, which are usually associated with correspondingly high power losses.

Um die Kennlinie solcher Gasfederspeicher derart zu optimieren, dass auch bei geringen Druckänderungen durch geringe Hydraulikflüssigkeitsvolumenströme ermöglicht werden, ist es bekannt, zusätzliche Kraftbeaufschlagungselemente vorzusehen, welche eine Membran, die den Gasraum vom Hydraulikraum trennt, mit einer entgegen der Gasdruckrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist. Solche Kraftbeaufschlagungselemente sind in der Regel als Federn ausgeführt und üben bei niedrigen Gasdrücken eine zusätzliche Gegenkraft auf die Membran aus. Die Federkennlinie des Gasfederspeichers entspricht damit einer Serienschaltung zweier Federelemente.Around to optimize the characteristic of such gas spring memory such that even at low pressure changes due to low hydraulic fluid flow rates it is known to be additional To provide Kraftbeaufschlagungselemente which a membrane, the separates the gas space from the hydraulic space, with one opposite to the gas pressure direction Acting force can be acted upon. Such Kraftbeaufschlagungselemente are usually designed as feathers and exercise at low gas pressures an additional counterforce on the membrane. The spring characteristic of the gas spring accumulator corresponds thus a series connection of two spring elements.

Nachteilig bei derartigen Gasfederspeichern ist, dass insbesondere bei im Hydraulikraum angeordneten zusätzlichen Federelementen diese einen gewissen Raumbedarf aufweisen und somit die Ausdehnung der den Hydraulikraum vom Gasraum trennenden Membran einschränken, so dass bei hohen Gasdrücken die Hydraulikflüssigkeit nicht vollständig aus dem Hydraulikraum ausgepresst werden kann.adversely in such gas spring accumulators is that in particular in the hydraulic chamber arranged additional spring elements this a certain Have space requirements and thus the extent of the hydraulic space Restrict membrane separating from the gas space, so that at high gas pressures, the hydraulic fluid is not can be completely squeezed out of the hydraulic chamber.

Es ist also Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gasfederspeicher der eingangs genannten Art zu verbessern.It So is the object of the present invention, a gas spring accumulator to improve the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch einen Gasfederspeicher mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst.These Task is accomplished by a gas spring accumulator with the characteristics of Claim 1 solved.

Ein gattungsgemäßer Gasfederspeicher zum Ändern eines hydraulischen Drucks einer Federungseinrichtung insbesondere eines Kraftwagens umfasst einen Gasraum und einen Hydraulikraum, welcher mittels eines Trennelementes voneinander getrennt sind. Das Trennelement ist mittels eines in dem Gasraum herrschenden Gasdrucks zumindest bereichsweise in eine auf den Hydraulikraum hingerichtete Gasdruckrichtung bewegbar. Weiterhin ist wenigstens ein Kraftbeaufschlagungselement vorgesehen, mittels welchem das Trennelement mit einer entgegen der Gasdruckrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist.One generic gas spring storage for changing a hydraulic pressure of a suspension device in particular of a motor vehicle comprises a gas space and a hydraulic space, which separated by a separating element. The separating element is at least partially by means of a gas pressure prevailing in the gas space movable in an executed on the hydraulic chamber gas pressure direction. Furthermore, at least one force-applying element is provided, by means of which the separating element with a counter to the gas pressure direction Acting force can be acted upon.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Kraftbeaufschlagungselement als im Hydraulikraum angeordneten Elastomerkörper auszubilden, wobei der Elastomerkörper wenigstens einen Aufnahmeraum für eine Hydraulikflüssigkeit umfasst. Der genannte Aufnahmeraum steht dabei mit der restlichen im Gasfederspeicher befindlichen Hydraulikflüssigkeit in Verbindung, so dass er im expandierten Zustand des Elastomerkörpers von dieser durchspült wird. Bei hohen Drücken wird der Elastomerkörper komprimiert, wodurch auch ein Volumen des wenigstens einen Aufnahmeraums abnimmt. In diesem befindliche Hydraulikflüssigkeit wird somit aus dem Aufnahmeraum ausgepresst und kann damit auch bei maximaler Kompression aus dem Hydraulikraum in die weiteren Komponenten der Federungseinrichtung gedrückt werden. Es wird somit im Gegensatz zu den eingangs beschriebenen Gasfederspeichern nach dem Stand der Technik kein Volumen des Hydraulikraumes durch das Kraftbeaufschlagungselement so blockiert, dass die in diesem Volumen befindliche Hydraulikflüssigkeit nicht mehr aus dem Hydraulikraum ausgepresst werden kann. Die Raumausnutzung des erfindungsgemäßen Gasfederspeichers ist somit verglichen mit dem Stand der Technik verbessert, was auch eine kompaktere und leichtere Bauweise ermöglicht.According to the invention provided, a Kraftbeaufschlagungselement than in the hydraulic chamber form arranged elastomeric body, wherein the elastomeric body at least one receiving space for a hydraulic fluid includes. The aforementioned recording room stands with the rest in the gas spring accumulator hydraulic fluid in communication, so that it is in the expanded state of the elastomer body is flushed by this. At high pressures the elastomeric body is compressed, which also causes a Volume of at least one receiving space decreases. Located in this Hydraulic fluid is thus squeezed out of the receiving space and can thus also with maximum compression from the hydraulic space be pressed into the other components of the suspension device. It is thus in contrast to the gas spring accumulators described above according to the prior art no volume of the hydraulic space through the force-applying element blocks so that in this volume Hydraulic fluid is no longer squeezed out of the hydraulic chamber can be. The space utilization of the invention Gas spring accumulator is thus compared with the prior art improved, which also allows a more compact and lighter construction.

Bevorzugt umfasst der Elastomerkörper dabei eine Mehrzahl von Aufnahmeräumen für die Hydraulikflüssigkeit. Diese Aufnahmeräume können dabei kanalartig oder taschenförmig ausgebildet sein, insbesondere ist eine schwammartige Ausprägung des Elastomerkörpers bevorzugt, um so ein maximales Aufnahmevolumen für Hydraulikflüssigkeit in den Innenräumen des Elastomerkörpers zu erzielen.Prefers the elastomeric body comprises a plurality of receiving spaces for the hydraulic fluid. These recording rooms can be channel-like or pocket-shaped in particular, is a spongy expression of Elastomer body preferred, so a maximum receiving volume for hydraulic fluid in the interiors to achieve the elastomeric body.

In Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Gehäuse des Gasfederspeichers weiterhin einen Anbindungsbereich für ein Kopflager zur Lagerung des Gasfederspeichers an einem Karosseriebauteil des Kraftwagens. Kopflager und Gasfederspeicher werden in aus dem Stand der Technik bekannten Federungseinrichtungen in der Regel zweiteilig ausgeführt. Die direkte Anbindung des Kopflagers an das Gehäuse des Gasfederspeichers ermöglicht dabei eine kompaktere und leichtere Bauweise.In an embodiment of the invention, a housing of the gas spring accumulator further comprises a connection area for a head bearing for supporting the Gas spring accumulator on a bodywork component of the motor vehicle. Head bearings and gas spring accumulator are usually made in two parts in known from the prior art suspension devices. The direct connection of the head bearing to the housing of the gas spring accumulator allows for a more compact and lighter design.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kraftbeaufschlagungselement durch eine Feder, insbesondere durch eine metallische Feder, oder durch ein Schaummaterial oder durch eine Gasfeder mit Membran oder durch einen Kolben gebildet ist.In Another embodiment of the invention is the Kraftbeaufschlagungselement by a spring, in particular by a metallic spring, or by a foam material or by a gas spring with membrane or through a piston is formed.

Die Erfindung betrifft schließlich weiterhin einen Kraftwagen mit einem Gasfederspeicher mit den beschriebenen Merkmalen.The Finally, the invention relates to a motor vehicle with a gas spring accumulator with the features described.

Im Folgenden soll anhand der Zeichnung die Erfindung und ihre Ausführungsformen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:in the Below is the invention and its embodiments with reference to the drawing be explained in more detail. Hereby show:

1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gasfederspeichers und 1 a sectional view of an embodiment of a gas spring accumulator according to the invention and

2 eine Schnittdarstellung eines solchen Gasfederspeichers mit integriertem Kopflager. 2 a sectional view of such a gas spring accumulator with integrated head bearing.

1 zeigt einen im Ganzen mit 10 bezeichneten Gasfederspeicher für eine Federungseinrichtung eines Kraftwagens. Der Gasfederspeicher 10 weist einen Gasraum 12 auf, welcher durch eine Membran 14 von einem Hydraulikraum 16 getrennt ist. Über eine Durchtrittsöffnung 18 steht der Hydraulikraum 16 mit einer Hydraulikleitung 20 in Verbindung, welche mit den Federungselementen der Federungseinrichtung verbunden ist. Durch Zu- oder Abführen von Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikleitung 20 können die Druckverhältnisse im Gasfederspeicher 10 eingestellt werden, wobei sich abhängig vom Druck im Hydraulikraum 16 die Membran 14 in Richtung des Pfeils 22 bewegen kann, so dass das Gas im Gasraum 12 komprimiert oder entspannt wird. Da bei niedrigen Drücken aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Gases im Gasraum 12 große Volumenströme an Hydraulikflüssigkeit nötig sind, um kleine Druckänderungen zu erzielen, ist im Hydraulikraum 16 ein zusätzliches Elastomerfederelement 24 angeordnet, welches über seine Oberfläche 26 eine dem Gasdruck im Gasraum 12 entgegengerichtete Kraft auf die Membran 14 ausüben kann. Um ein vollständiges Entleeren des Hydraulikraums 16 zu ermöglichen sind im Elastomerelement 24 Taschen 26 ausgebildet, welche über Kanäle 28 mit der Hydraulikleitung 20 in Verbindung stehen. Bei Kompression des Elastomerelementes 24 werden diese Taschen 26 komprimiert, so dass in ihnen befindliche Hydraulikflüssigkeit über die Kanäle 28 in den Hydraulikkanal 20 abströmen kann. Das Gehäuse 30 des Gasfederspeichers 10 weist weiterhin in einem oberen Bereich 32 eine Aufnahme 34 für ein Kopflager auf, mittels welchem der Gasfederspeicher an einem weiteren Karosseriebauteil gelagert werden kann. Die Anbindung eines solchen Kopflagers 36 ist in 2 ebenfalls in einer Schnittdarstellung durch den Gasfederspeicher 10 gezeigt. In der Aufnahme 34 ist dabei ein Lagerzapfen 38 des Kopflagers 36 aufgenommen, wobei ein Elastomerlager 40 vorgesehen ist, welches den Gasfederspeicher 10 vom Gegenlager 42 schwingungsentkoppelt abstützt. Damit werden die Federungseigenschaften einer Federungseinrichtung mit einem derartigen Gasfederspeicher 10 weiter verbessert. 1 shows you as a whole 10 designated gas spring accumulator for a suspension device of a motor vehicle. The gas spring storage 10 has a gas space 12 on, which through a membrane 14 from a hydraulic room 16 is disconnected. Via a passage opening 18 is the hydraulic room 16 with a hydraulic line 20 in connection, which is connected to the suspension elements of the suspension device. By adding or removing hydraulic fluid through the hydraulic line 20 can the pressure conditions in the gas spring storage 10 be adjusted, depending on the pressure in the hydraulic chamber 16 the membrane 14 in the direction of the arrow 22 can move, leaving the gas in the gas space 12 compressed or relaxed. Because at low pressures due to the physical properties of the gas in the gas space 12 large volume flows of hydraulic fluid are necessary to achieve small pressure changes, is in the hydraulic chamber 16 an additional elastomeric spring element 24 Arranged over its surface 26 a gas pressure in the gas space 12 opposite force on the membrane 14 can exercise. To completely empty the hydraulic space 16 to be possible in the elastomer element 24 Bags 26 formed, which via channels 28 with the hydraulic line 20 keep in touch. Upon compression of the elastomeric element 24 be these bags 26 compressed, so that in them hydraulic fluid through the channels 28 in the hydraulic channel 20 can flow out. The housing 30 of the gas spring storage 10 continues to point in an upper area 32 a recording 34 for a head bearing, by means of which the gas spring accumulator can be stored on a further body component. The connection of such a head bearing 36 is in 2 also in a sectional view through the gas spring accumulator 10 shown. In the recording 34 is a journal 38 of the head bearing 36 taken, being an elastomeric bearing 40 is provided, which the gas spring accumulator 10 from the counter bearing 42 vibration-decoupled supports. Thus, the suspension properties of a suspension device with such a gas spring accumulator 10 further improved.

1010
GasfederspeicherGas spring
1212
Gasraumheadspace
1414
Membranmembrane
1616
Hydraulikraumhydraulic chamber
1818
DurchtrittsöffnungThrough opening
2020
Hydraulikleitunghydraulic line
2222
Pfeilarrow
2424
ElastomerfederelementElastomer spring element
2626
Oberflächesurface
2828
Kanälechannels
3030
Gehäusecasing
3232
oberer Bereichupper Area
3434
Aufnahmeadmission
3636
Kopflagerhead bearing
3838
Lagerzapfenpivot
4040
Elastomerlagerelastomeric bearings
4242
Gegenlagerthrust bearing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10107631 A1 [0002] - DE 10107631 A1 [0002]

Claims (6)

Gasfederspeicher (10) zum Ändern eines hydraulischen Drucks einer Federungseinrichtung, insbesondere eines Kraftwagens, mit einem Gasraum (12), welcher mittels eines Trennelementes (14) von einem Hydraulikraum (16) getrennt ist, wobei das Trennelement (14) mittels eines in dem Gasraum herrschenden Gasdrucks zumindest bereichsweise in eine auf den Hydraulikraum (16) hin gerichtete Gasdruckrichtung bewegbar ist und wobei wenigstens ein Kraftbeaufschlagungselement (24) vorgesehen ist, mittels welchem das Trennelement (14) mit einer entgegen der Gasdruckrichtung wirkenden Kraft beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbeaufschlagungselement (24) als im Hydraulikraum (16) angeordneter Elastomerkörper ausgebildet ist, welcher wenigstens einen Aufnahmeraum (26) für eine Hydraulikflüssigkeit umfasst.Gas spring accumulator ( 10 ) for changing a hydraulic pressure of a suspension device, in particular a motor vehicle, with a gas space ( 12 ), which by means of a separating element ( 14 ) from a hydraulic room ( 16 ) is separated, wherein the separating element ( 14 ) by means of a pressure prevailing in the gas space gas pressure at least partially in a on the hydraulic space ( 16 ) directed toward the gas pressure direction and wherein at least one Kraftbeaufschlagungselement ( 24 ) is provided, by means of which the separating element ( 14 ) Can be charged with an opposite direction of the gas pressure acting force, characterized in that the force applying member ( 24 ) than in the hydraulic room ( 16 ) arranged elastomeric body is formed, which at least one receiving space ( 26 ) for a hydraulic fluid. Gasfederspeicher (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (24) eine Mehrzahl von Aufnahmeräumen (26) für die Hydraulikflüssigkeit umfasst.Gas spring accumulator ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the elastomeric body ( 24 ) a plurality of receiving spaces ( 26 ) for the hydraulic fluid. Gasfederspeicher (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das der Elastomerkörper (24) von einem Entspannungszustand in einen Kompressionszustand komprimierbar ist, wobei ein Volumen des wenigstens einen Aufnahmeraums (26) im Entspannungszustand größer als im Kompressionszustand ist.Gas spring accumulator ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomeric body ( 24 ) is compressible from a relaxed state to a compressed state, wherein a volume of the at least one receiving space ( 26 ) is greater in the relaxed state than in the compression state. Gasfederspeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (30) des Gasfederspeichers (10) einen Anbindungsbereich (34) für ein Kopflager (36) zur Lagerung des Gasfederspeichers (10) an einem Karosseriebauteil des Kraftwagens umfasst.Gas spring accumulator ( 10 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that a housing ( 30 ) of the gas spring accumulator ( 10 ) a connection area ( 34 ) for a head bearing ( 36 ) for storing the gas spring accumulator ( 10 ) on a bodywork component of the motor vehicle. Gasfederspeicher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbeaufschlagungselement (24) durch eine Feder, insbesondere durch eine metallische Feder, oder durch ein Schaummaterial oder durch eine Gasfeder mit Membran oder durch einen Kolben gebildet ist.Gas spring accumulator ( 10 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the force-applying element ( 24 ) is formed by a spring, in particular by a metallic spring, or by a foam material or by a gas spring with membrane or by a piston. Kraftwagen mit einem Gasfederspeicher (10) nach einem der vorherigen Ansprüche.Car with a gas spring storage ( 10 ) according to one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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