DE102010041411A1

DE102010041411A1 - Self-pumping hydropneumatic spring strut for motor vehicles, has internal level control, where one of pump rod receiving end of piston rod is formed as rotationally asymmetric functional body

Info

Publication number: DE102010041411A1
Application number: DE102010041411A
Authority: DE
Inventors: Markus Renninger; Dr. Rosemeier Thomas; Detlef Baasch
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-03-29

Abstract

The self-pumping hydropneumatic spring strut has an internal level control, where one of the pump rod receiving end of the piston rod (4) is formed as a rotationally asymmetric functional body. The piston rod and the pump rod are arranged relative to each other in a rotatable manner.

Description

Die Erfindung betrifft ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a self-pumping hydropneumatic strut with inner level control according to the preamble of patent claim 1.

Es sind bereits selbstpumpende hydropneumatische Federbeine in Kraftfahrzeugen mit Niveauregelsystemen bekannt geworden. Im Fahrbetrieb werden bei einem solchen System die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen einer Fahrzeugachse auf eine an ihr befestigte hohlzylindrische Kolbenstange übertragen, die ihrerseits gegen eine in sie eintauchende Pumpenstange entsprechende axiale Relativbewegungen ausführt. Dadurch wird über einen von der Kolbenstange und der Pumpenstange gebildeten Pumpenraum mit einem Eingangs-Saugventil und einem Ausgangs-Druckventil fortlaufend Öl von einem Niederdruck-Vorratsraum in einen Hochdruck-Arbeitsraum gefördert. Die Druckerhöhung im Arbeitsraum bewirkt einen entsprechenden Anstieg einer Federkraft und damit, je nach der vorhandenen Fahrzeuglast, eine Verringerung der Einfederung des Federbeins. Dabei wird die Kolbenstange solange auswärts geschoben, bis eine bestimmte dynamische Niveaulage der Fahrzeugkarosserie erreicht ist, bei der eine Niveauregelung eingreift.Self-pumping hydropneumatic struts have already become known in motor vehicles with level control systems. When driving in such a system, caused by unevenness of the road surface movements of a vehicle axle are transmitted to a hollow cylindrical piston rod attached to her, which in turn performs corresponding relative axial movements against a pump rod dipping into it. As a result, oil is continuously conveyed from a low-pressure reservoir into a high-pressure working chamber via a pump chamber formed by the piston rod and the pump rod with an inlet suction valve and an outlet pressure valve. The pressure increase in the working space causes a corresponding increase in a spring force and thus, depending on the existing vehicle load, a reduction in the deflection of the shock absorber. The piston rod is pushed outwards until a certain dynamic level position of the vehicle body is reached, in which a level control engages.

Aus der DE 10 2008 032 950 B3 ist ein derartiges Federbein bekannt, bei dem zur Niveauregelung an einer Pumpenstange ein Bypass und eine Ablassbohrung vorgesehen sind. Beim Erreichen einer bestimmten Abregelhöhe gibt der Bypass eine hydraulische Verbindung zwischen einem Arbeitsraum und einem Pumpenraum frei, wodurch ein Ausgangs-Druckventil überbrückt und der Arbeitsraum mit dem Pumpenraum hydraulisch kurzgeschlossen wird. Im Fahrbetrieb wird folglich durch ein Zusammenwirken der ständig fördernden Kolbenpumpe einerseits und des ausgleichenden Bypasses andererseits diese Abregelhöhe als eine dynamische Niveaulage eingehalten. Beim Beladen des Fahrzeugs im Fahrzeugstillstand federt die Kolbenstange wegen der zunehmenden Last zunächst ein. Nach einer kurzen Fahrstrecke erreicht dann das Fahrzeug aufgrund des Betriebes der Kolbenpumpe wieder die angestrebte Niveauhöhe.From the DE 10 2008 032 950 B3 Such a shock absorber is known in which a bypass and a drain hole are provided for level control on a pump rod. Upon reaching a certain Abregelhöhe the bypass releases a hydraulic connection between a working space and a pump room, whereby an output pressure valve bridges and the working space with the pump chamber is hydraulically shorted. When driving is thus maintained by a combination of the constantly pumping piston pump on the one hand and the compensating bypass on the other hand this Abregelhöhe as a dynamic level position. When loading the vehicle in vehicle standstill, the piston rod springs first because of the increasing load. After a short distance then the vehicle reaches the desired level height again due to the operation of the piston pump.

Beim Entladen des Fahrzeuges im Fahrzeugstillstand federt die Kolbenstange wegen der sich verringernden Last zunächst aus, bis ein mit der Kolbenstange verbundener Arbeitskolben die Ablassbohrung und damit eine Strömungsverbindung zwischen dem Arbeitsraum und dem Vorratsraum freigibt, worauf ein Druckausgleich zwischen diesen Räumen einsetzt. Folglich senkt sich der Fahrzeugaufbau wieder auf ein statisches Niveau ab, bis die Ablassbohrung von dem Arbeitskolben wieder verdeckt ist oder ein vollständiger Druckausgleich eingetreten ist. Ein Zu-Hoch-Stehen des Fahrzeugs beim Entladen wird dadurch verhindert. Die Niveauhöhe, d. h. die maximale Leerstandhöhe des Fahrzeugaufbaus im Stillstand und die dynamische Niveauhöhe im Fahrbetrieb, können durch die Positionen der Ablassöffnung und des Bypasses festgelegt werden.When unloading the vehicle during vehicle standstill, the piston rod initially springs out because of the decreasing load until a working piston connected to the piston rod releases the drain hole and thus a flow connection between the working space and the storage space, whereupon pressure equalization between these spaces commences. Consequently, the vehicle body lowers again to a static level, until the drain hole is covered by the working piston again or a complete pressure equalization has occurred. An up-standing of the vehicle during unloading is thereby prevented. The level height, d. H. the maximum vacant height of the vehicle body at a standstill and the dynamic level height during driving can be determined by the positions of the discharge opening and the bypass.

Während bei konventionellen selbstpumpenden hydropneumatischen Federbeinen, ungeachtet einer gegebenenfalls vorhandenen Bypassregelung, über die Ablassöffnung als einzige Strömungsverbindung zwischen dem Arbeitsraum und dem Vorratsraum genau ein vorgewähltes Normalniveau einstellbar ist, besitzt das in der DE 10 2008 032 950 B3 beschriebene Federbein eine zweite Strömungsverbindung zwischen dem Arbeitsraum und dem Vorratsraum zur Einstellung eines zweiten, niedrigeren Niveaus für den Fahrbetrieb und als Standhöhe. Diese Strömungsverbindung ist über ein Ventil zu- oder abschaltbar. Um den Fahrzeugaufbau von der normalen Niveaulage weiter abzusenken, kann das Ventil geöffnet werden, wodurch das Hydraulikmittel aus dem Arbeitsraum über eine zweite, tiefer gelegene Ablassbohrung in den Vorratsraum zurückströmt, bis sich der Arbeitskolben über die zweite Ablassbohrung abgesenkt hat.While in conventional self-pumping hydropneumatic struts, regardless of an optionally existing bypass control, via the discharge opening as the only flow connection between the working space and the storage space exactly a preselected normal level is adjustable, has in the DE 10 2008 032 950 B3 described strut a second flow connection between the working space and the storage space for setting a second, lower level for driving and as a standing height. This flow connection can be switched on or off via a valve. In order to lower the vehicle body further from the normal level position, the valve may be opened, whereby the hydraulic fluid from the working space flows back into the reservoir via a second, deeper drainage hole until the working piston has lowered over the second drainage hole.

Die zweite Ablassöffnung übernimmt bei dieser Niveaueinstellung die Niveauregelung anstelle der ersten Ablassöffnung und des Bypasses. Das abgesenkte Niveau kann beispielsweise in geeigneten Situationen zur Kraftstoffersparnis über einen verringerten Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeugs oder zur Verbesserung der Straßenlage durch einen niedrigeren Schwerpunkt des Fahrzeugaufbaus eingestellt werden. Durch Schließen des genannten Ventils wird über die Kolbenpumpe im Fahrbetrieb der Fahrzeugaufbau wieder auf das Normalniveau angehoben.The second exhaust port at this level setting takes the level control instead of the first exhaust port and the bypass. The lowered level may be adjusted, for example, in appropriate fuel economy situations via a reduced drag coefficient of the vehicle or to improve roadholding through a lower center of gravity of the vehicle body. By closing said valve, the vehicle body is raised back to the normal level via the piston pump while driving.

Das bekannte Federbein ermöglicht zwar eine Niveauverstellung, allerdings ist bereits für eine zusätzlich wählbare Niveaulage eine zweite Strömungsverbindung erforderlich, für die ein gesonderter Strömungskanal vorhanden sein muss und ein zusätzliches zu schaltendes Ventil benötigt wird. Zudem ist die dynamische Höhenregelung über den Bypass nur in der normalen Niveaueinstellung wirksam. Eine Erweiterung für eine Einstellung von drei oder mehr Niveaulagen oder sogar eine kontinuierliche Verstellung ist auf diese Weise nicht möglich.Although the known strut allows a level adjustment, however, a second flow connection is already required for an additionally selectable level position, for which a separate flow channel must be present and an additional valve to be switched is needed. In addition, the dynamic height control via the bypass is effective only in the normal level setting. An extension for a setting of three or more level positions or even a continuous adjustment is not possible in this way.

Aus der DE 10 2005 048 742 A1 ist ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein bekannt, bei der eine Strömungsverbindung zwischen einem Arbeitsraum und einem Vorratsraum über ein druckabhängig öffnendes Ventil steuerbar ist. Eine Regelung über eine Ablassöffnung oder einen Bypass ist nicht vorhanden. Dadurch ist zwar eine vielseitige mehrstufige Verstellung der Niveauhöhe des Fahrzeuges möglich, nachteilig daran ist allerdings der Aufwand für die vollständige Ventilsteuerung des Federbeins mit einer elektronischen Ansteuerung und einer geeigneten Sensorik. Da auf eine einfache, robuste mechanische Regelung gänzlich verzichtet wird, können auch zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise für eine Filterung des Hydraulikmittels oder für eine redundante Steuerung erforderlich sein, um die Funktionsfähigkeit des Federbeins gegen Störungen, wie einen Ausfall der elektrischen Spannungsversorgung oder einen Ventildefekt abzusichern.From the DE 10 2005 048 742 A1 is a self-pumping hydropneumatic strut known, in which a flow connection between a working space and a storage space via a pressure-responsive opening valve is controllable. There is no regulation via a discharge opening or a bypass. This is true a versatile multi-level adjustment of the level height of the vehicle possible, disadvantageous, however, is the cost of the complete valve control of the strut with an electronic control and a suitable sensor. Since a simple, robust mechanical control is completely dispensed with, additional measures, such as, for example, for filtering the hydraulic fluid or for redundant control may be required in order to safeguard the functioning of the strut against malfunctions, such as a failure of the electrical power supply or a valve defect ,

Weiterhin ist aus der DE 38 01 167 C2 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein bekannt, bei dem eine Niveauanhebung im Stand möglich ist. Dazu ist das Federbein mit einem zusätzlichen externen Hochdruckspeicher verbunden, der bei der Fahrt aufgeladen wird und im Stillstand bedarfsweise angezapft werden kann. Dadurch kann zwar nach einer Beladung des Fahrzeuges vor dem Beginn der Fahrt der eingefederte Fahrzeugaufbau wieder auf ein Normalniveau angehoben werden, beispielsweise um ein Aufsetzten beim Anfahren und während der ersten Meter bis zum Einsetzen der Wirkung der Kolbenpumpe zu vermeiden. Unterschiedliche Normalniveaulagen, insbesondere auch niedrigere Niveaulagen für das Entladen eines Fahrzeuges, werden damit jedoch nicht ermöglicht.Furthermore, from the DE 38 01 167 C2 a self-pumping hydropneumatic strut known in which a level increase in the state is possible. For this purpose, the strut is connected to an additional external high-pressure accumulator, which is charged while driving and can be tapped when necessary. As a result, after a load of the vehicle before the start of the journey, the vehicle suspension structure can be raised again to a normal level, for example, to avoid a touchdown during startup and during the first meter until the onset of the action of the piston pump. Different normal level positions, especially lower level positions for the unloading of a vehicle, but this is not possible.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung zu schaffen, welches eine variable Niveaueinstellung ermöglicht und dennoch einfach und kostengünstig, insbesondere ohne Aufwand für zusätzliche schaltende oder zu regelnde Ventile, herstellbar ist.Against this background, the invention has for its object to provide a self-pumping hydropneumatic strut with internal level control, which allows a variable level adjustment and yet simple and inexpensive, especially without effort for additional switching or regulating valves, can be produced.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution of this problem arises from the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims can be removed.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein mit innerer Niveauregelung in einem Kraftfahrzeug eine Abregelhöhe, auf die der Fahrzeugaufbau bei Überschreiten dieser Höhe im Fahrbetrieb oder beim Entladen im Stand abgesenkt wird, durch eine Öffnung einer abregelnden Strömungsverbindung, welche abhängig vom aktuellen Einfederungszustand des Federbeins verdeckt ist oder freiliegt, einstellbar ist, und dass dieser Abregelmechanismus durch Verstellen einer die Abregelöffnung abdeckenden Fläche variiert werden kann.The invention is based on the finding that in a self-pumping hydropneumatic strut with internal level control in a motor vehicle, a Abregelhöhe to which the vehicle body is lowered when exceeding this height while driving or unloading in the state through an opening of a regulating flow connection, which depends on current compression state of the strut is hidden or exposed, is adjustable, and that this Abregelmechanismus can be varied by adjusting a Abregelöffnung the covering surface.

Demnach geht die Erfindung aus von einem selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein mit innerer Niveauregelung, beispielsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem von einer Gasfeder druckbeaufschlagten, mit Hydraulikfluid gefüllten Hochdruck-Arbeitsraum, in dem ein mit einer hohlen Kolbenstange verbundener Arbeitskolben in einem Arbeitszylinder gleitend gelagert ist, mit einem mit Hydraulikfluid und Gas gefüllten Niederdruck-Vorratsraum, der mit einer hohlen Pumpenstange in Verbindung steht, welche in die Kolbenstange eintaucht, bei dem die Pumpenstange mit ihrem durch ein Saugventil verschlossenen freien Ende und die durch ein Druckventil verschlossene Kolbenstange einen Pumpenraum bilden, welcher zur Niveauanhebung im Fahrbetrieb als eine durch Federbewegungen über axiale Relativbewegungen zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange angetriebene Kolbenpumpe zur Förderung von Hydraulikfluid von dem Niederdruck-Vorratsraum in den Hochdruck-Arbeitsraum fungiert, mit einer an der Pumpenstange ausgebildeten sowie den Hochdruck-Arbeitsraum und den Niederdruck-Vorratsraum niveauabhängig verbindenden Ablassöffnung, welche als wenigstens eine Abregeleinrichtung zur Niveauregelung vorgesehen ist, und mit Mitteln zur Einstellung von mindestens zwei unterschiedlichen Niveauhöhen.Accordingly, the invention is based on a self-pumping hydropneumatic strut with internal level control, for example, for motor vehicles, with a pressurized by a gas spring, filled with hydraulic fluid high-pressure working space in which a connected to a hollow piston rod working piston is slidably mounted in a working cylinder, with a filled with hydraulic fluid and gas low-pressure reservoir, which communicates with a hollow pump rod, which is immersed in the piston rod, wherein the pump rod with its closed by a suction valve free end and the piston rod closed by a pressure valve, a pump chamber, which for raising the level when driving as a driven by spring movements via axial relative movements between the piston rod and the pump rod piston pump for conveying hydraulic fluid from the low-pressure reservoir into the high-pressure working chamber acts, with a on the Pum penstange formed and the high-pressure working chamber and the low-pressure reservoir depending on the level connecting drain opening, which is provided as at least one Abregeleinrichtung for level control, and with means for adjusting at least two different height levels.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung außerdem vor, dass ein die Pumpenstange aufnehmendes Ende der Kolbenstange als ein rotations-asymmetrischer funktioneller Körper ausgebildet ist, und dass die Kolbenstange sowie die Pumpenstange relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind, so dass durch eine Relativverdrehung zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange in Zusammenwirkung mit der Ablassöffnung unterschiedliche Niveauhöhen einstellbar sind.To achieve the object, the invention also provides that the pump rod receiving end of the piston rod is designed as a rotationally asymmetric functional body, and that the piston rod and the pump rod are arranged rotatable relative to each other, so that by a relative rotation between the piston rod and the pump rod in cooperation with the discharge opening different level heights are adjustable.

Durch diese einfache und kostengünstige Anordnung wird ein Federbein mit vielfach verstellbaren Niveaulagen zur Verfügung gestellt, welches ohne zusätzliche schaltende oder regelnde Ventile ausgebildet ist. Dabei können die Pumpenstange oder die Kolbenstange oder beide Stangen drehbar zueinander angeordnet sein.This simple and cost-effective arrangement provides a suspension strut with multiple adjustable level supports, which is designed without additional switching or regulating valves. In this case, the pump rod or the piston rod or both rods can be arranged rotatably to each other.

Ein Federbein gemäß der Erfindung weist gegenüber konventionellen Federbeinen im Wesentlichen eine in besonderer Weise geformte Kolbenstange auf, die eine Rotationsasymmetrie, d. h. eine von der konventionellen geraden Kreiszylinderform abweichende Kreiszylinderform besitzt, und daher bei einer Relativverdrehung gegenüber der Pumpenstange die Einstellung unterschiedlicher Abregelhöhen ermöglicht.A shock absorber according to the invention has, compared to conventional spring struts, essentially a piston rod which is shaped in a special way and which has a rotational asymmetry, ie. H. has a different from the conventional straight circular cylindrical shape circular cylindrical shape, and therefore allows for relative rotation relative to the pump rod, the setting of different Abregelhöhen.

Die Abregelung wird durch an der Pumpenstange angeordnete Abregeleinrichtungen realisiert. Je nach Winkelstellung des rotations-asymmetrischen Kolbenstangenendes werden die Abregeleinrichtungen bei unterschiedlichen Höhen verdeckt bzw. geben eine Strömungsverbindung frei, was zur Abregelung der Kolbenpumpe, dem Öffnen der Verbindung zwischen Arbeitsraum und Vorratsraum, bzw. der Ausfederung bei der entsprechenden Niveaulage führt.The shutdown is realized by arranged on the pump rod Abregeleinrichtungen. Depending on the angular position of the rotationally asymmetrical piston rod end the Abregeleinrichtungen are concealed at different heights or release a flow connection, which leads to the regulation of the piston pump, the opening of the connection between the working space and the storage space, or the rebound at the corresponding level position.

Zur Durchführung einer Relativverdrehung zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange kann ein Aktuator angeordnet sein, der entweder die Pumpenstange oder die Kolbenstange verdreht. Der Aktuator kann beispielsweise mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sein, wobei sowohl eine einfache Verstellung per Hand als auch eine Verstellung über eine Ansteuerungseinrichtung, gegebenenfalls sensorgestützt, möglich ist.To perform a relative rotation between the piston rod and the pump rod, an actuator may be arranged which rotates either the pump rod or the piston rod. The actuator can, for example, be mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically actuated, wherein both a simple adjustment by hand and an adjustment via a control device, optionally sensor-supported, is possible.

Grundsätzlich kann die radiale Ablassbohrung in der Pumpenstange, die eine Strömungsverbindung zwischen dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum herstellt, als Abregeleinrichtung auch im Fahrbetrieb fungieren. Sobald die Kolbenstange durch die Kolbenpumpe im Fahrbetrieb soweit ausgeschoben ist, dass das rotations-asymmetrische Ende der Kolbenstange die Radialbohrung freilegt, strömt das Hydraulikfluid in Druckausgleichrichtung, also vom Arbeitsraum in den Vorratsraum zurück und der Fahrzeugaufbau senkt sich ab, bis die Ablassbohrung wieder verdeckt wird.In principle, the radial drainage bore in the pump rod, which produces a flow connection between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber, can also function as a deflection device while driving. As soon as the piston rod is pushed out by the piston pump while driving so that the rotationally asymmetrical end of the piston rod exposes the radial bore, the hydraulic fluid flows in the pressure equalization direction, ie from the working space back into the reservoir and the vehicle body lowers until the drain hole is covered again ,

Beim Entladen des Fahrzeuges im Stand wird in gleicher Weise das Ausfedern des Federbeins begrenzt. Durch eine entsprechende Relativverdrehung zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange können somit mit Hilfe des rotations-asymmetrischen Kolbenstangenendes unterschiedliche Standhöhen gewählt werden.When unloading the vehicle in the state of the rebound of the shock absorber is limited in the same way. By a corresponding relative rotation between the piston rod and the pump rod can thus be selected with the help of the rotationally asymmetric piston rod end different heights.

Die Ablassbohrung kann daher grundsätzlich alleine für die Höhenabregelung im Fahrbetrieb und im Stillstand sorgen. Als eine besonders effektive Abregeleinrichtung für den Fahrbetrieb kann jedoch zusätzlich an der Pumpenstange ein den Pumpenraum und den Hochdruck-Arbeitsraum niveauabhängig verbindender Bypass ausgebildet sein. Der Bypass kann als eine Längsnut an dem in die Kolbenstange eintauchenden freien Ende der Pumpenstange ausgebildet sein. Durch eine Relativverdrehung zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange in Zusammenwirkung mit dem Bypass können somit unterschiedliche dynamische Niveauhöhen eingestellt werden.The drain hole can therefore basically provide alone for the height adjustment during driving and at a standstill. However, as a particularly effective Abregeleinrichtung for the driving operation can be additionally formed on the pump rod, the pump chamber and the high-pressure working chamber level-dependent connecting bypass. The bypass may be formed as a longitudinal groove on the free end of the pump rod immersed in the piston rod. By a relative rotation between the piston rod and the pump rod in cooperation with the bypass thus different dynamic height levels can be adjusted.

Es ist auch möglich eine Wendelnut mit Steigung größer bzw. gleich der Schräge der Kolbenstange vorzusehen.It is also possible to provide a helical groove with a pitch greater than or equal to the slope of the piston rod.

Die Ablassbohrung ist vorteilhaft etwas unterhalb des axialen Endes der Abregelnut neben der Abregelnut positioniert, so dass im Fahrbetrieb die Abregelnut für die Niveauregelung wirksam ist. Im Stillstand, bei dem keine axialen Pumpbewegungen zwischen der Kolbenstange und der Pumpenstange stattfinden, ist die Abregelbohrung für die Absenkung des Fahrzeugaufbaus dann wirksam, wenn das Federbein aufgrund einer sich verringernden Last ausfedert. Sind die Ablassbohrung und das obere Ende der Abregelnut in zumindest annähernd gleicher Höhe angeordnet, wirken sie im Fahrbetrieb zusammen. In diesem Spezialfall entspricht die dynamische Niveaulage der statischen Niveaulage.The drain hole is advantageously positioned slightly below the axial end of the Abregelnut next to the Abregelnut, so that when driving the Abregelnut for the level control is effective. At a standstill, where no axial pumping movements between the piston rod and the pump rod take place, the Abregelbohrung for the lowering of the vehicle body is effective when the strut rebounds due to a decreasing load. If the drainage hole and the upper end of the Abregelnut arranged in at least approximately the same height, they interact when driving together. In this special case, the dynamic level position corresponds to the static level position.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das der Pumpenstange zugewandte Ende der Kolbenstange als ein schräg abgeschnittener hohler Kreiszylinder ausgebildet sein. Dadurch ergeben sich kontinuierlich je nach Winkellage von Pumpenstange und Kolbenstange unterschiedliche Niveaulagen des Fahrzeugaufbaus.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the pump rod facing the end of the piston rod may be formed as an obliquely cut hollow circular cylinder. This results in continuously depending on the angular position of the pump rod and piston rod different level positions of the vehicle body.

Es sind auch weitere Gestaltungsformen möglich. Beispielsweise kann das Ende der Kolbenstange als ein gestufter hohler Kreiszylinder mit einer oder mehreren Stufen ausgebildet sein. Bei einer Kolbenstangengestaltung mit genau einer rechtwinkligen Stufe besitzt das Federbein beispielsweise zwei diskrete Fahrzeughöheneinstellungen. Bei mehreren Stufen sind auch entsprechend viele diskrete Fahrzeughöhen bzw. Niveaulagen möglich.There are also other designs possible. For example, the end of the piston rod may be formed as a stepped hollow circular cylinder with one or more stages. For example, with a right-angle piston rod design, the strut has two discrete vehicle height settings. In several stages, a corresponding number of discrete vehicle heights or level positions are possible.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigtTo clarify the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this shows

1 eine schematische Darstellung eines selbstpumpenden hydropneumatischen Federbeins, 1 a schematic representation of a self-pumping hydropneumatic strut,

2 einen Längsschnitt eines selbstpumpenden hydropneumatischen Federbeins mit einer Kolbenstange und einer Pumpenstange in einer ersten Drehstellung der Pumpenstange in einer Seitenansicht, 2 a longitudinal section of a self-pumping hydropneumatic strut with a piston rod and a pump rod in a first rotational position of the pump rod in a side view,

3 das Federbein in einer zweiten Drehstellung der Pumpenstange, 3 the strut in a second rotational position of the pump rod,

4a einen Ausschnitt des Federbeins in einer Vorderansicht, 4a a section of the strut in a front view,

4b einen Ausschnitt des Federbeins in einer Seitenansicht, 4b a section of the strut in a side view,

5 ein Kolbenstangenende mit einer schräg abgeschnittenen Kreiszylinderform, und 5 a piston rod end with an obliquely cut circular cylindrical shape, and

6 ein Kolbenstangenende mit einer gestuften Kreiszylinderform. 6 a piston rod end with a stepped circular cylinder shape.

Demnach ist in 1 eine Federungsvorrichtung 1 mit einem selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein zum Einbau in ein Kraftfahrzeug dargestellt. Ein Federbeinkörper 2 ist an seinem unteren Ende in nicht näher dargestellter Weise über ein Ringgelenk 3 mit einer Radaufhängung verbunden. Eine aus dem Federbeinkörper 2 heraustretende Kolbenstange 4 ist über ein Domlager 5 mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden.Accordingly, in 1 a suspension device 1 with a self-pumping hydropneumatic strut for installation in a motor vehicle shown. A strut body 2 is at its lower end in a manner not shown via a ring joint 3 connected to a suspension. One from the strut body 2 emergent piston rod 4 is about a cathedral camp 5 connected to the body of the vehicle.

2 zeigt ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein im Detail. In einem Arbeitszylinder 6 gleitet ein als Dämpfungskolben mit Dämpfungsventilen ausgebildeter Arbeitskolben 7, der mit einem axialen Ende 8 einer hohlen Kolbenstange 9 verbunden ist. Der Arbeitszylinder 6 weist Durchlässe 20 auf, über die sein Zylinderraum zusammen mit einem ihn umgebenden Außenraum einen Hochdruck-Arbeitsraum 19 bildet. Der Hochdruck-Arbeitsraum 19 ist mit Hydraulikfluid gefüllt. Dieser Hochdruck-Arbeitsraum 19 ist von einer Gasfeder 21 druckbeaufschlagt, die aus einem Gasraum 22 und einer den. Gasraum 22 von dem Hochdruck-Arbeitsraum 19 trennenden elastischen Membran 23 besteht. 2 shows a self-pumping hydropneumatic strut in detail. In a working cylinder 6 slides as a damping piston with damping valves trained working piston 7 , with an axial end 8th a hollow piston rod 9 connected is. The working cylinder 6 has passages 20 on, over which his cylinder room together with an outer space surrounding him a high-pressure working space 19 forms. The high-pressure working space 19 is filled with hydraulic fluid. This high pressure working space 19 is from a gas spring 21 pressurized from a gas space 22 and one the. headspace 22 from the high pressure working space 19 separating elastic membrane 23 consists.

Das eine axiale Ende des Arbeitszylinders 6 ist durch einen Deckel 10 abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 9 abgedichtet nach außen hindurchtritt. Das andere axiale Ende des Arbeitszylinders 6 ist durch einen Boden 11 verschlossen, in welchem eine hohle Pumpenstange 12 drehbar, durch einen Pfeil in 2 angedeutet, angeordnet ist. Zum Verdrehen ist der Pumpenstange 12 ein nicht näher beschriebener Aktuator 24 zugeordnet, der zwischen dem Boden 11 und der Pumpenstange 12 angeordnet ist.The one axial end of the working cylinder 6 is through a lid 10 completed by the piston rod 9 sealed outwards. The other axial end of the working cylinder 6 is through a floor 11 closed, in which a hollow pump rod 12 rotatable, by an arrow in 2 indicated, is arranged. To twist is the pump rod 12 an unspecified actuator 24 allocated between the ground 11 and the pump rod 12 is arranged.

Bei der in 1 gezeigten Anordnung ist anstelle einer drehbar ausgebildeten Pumpenstange die Kolbenstange 4 drehbar ausgebildet. Ein Aktuator 27, der sich an dem Domlager 5 befindet, ermöglicht eine Verdrehung dieser Kolbenstange 4.At the in 1 The arrangement shown is instead of a rotatably formed pump rod, the piston rod 4 rotatably formed. An actuator 27 who is at the cathedral camp 5 located, allows a rotation of this piston rod 4 ,

Gemäß 2 taucht die Pumpenstange 12 mit ihrem freien Ende koaxial in die Kolbenstange 9 ein und begrenzt einen variablen zylindrischen Pumpenraum 13 innerhalb der Kolbenstange 9. Eine Axialbohrung 14 der Pumpenstange 12 verbindet den Pumpenraum 13 mit einem oberhalb des Bodens 11 angeordneten Niederdruck-Vorratsraum 15. Der Vorratsraum 15 ist teils mit Hydraulikfluid, teils mit Gas gefüllt. An ihrem dem Pumpenraum 13 zugewandten Ende ist die Axialbohrung 14 mit einem als Saugventil ausgebildeten Einlassventil 16 verschlossen. Der Pumpenraum 13 ist mit einem Strömungskanal 17 verbunden, welcher unterhalb des Arbeitskolbens 7 von einem als Druckventil ausgebildeten Auslassventil 18 verschlossen ist.According to 2 dips the pump rod 12 with its free end coaxial with the piston rod 9 and limits a variable cylindrical pump chamber 13 inside the piston rod 9 , An axial bore 14 the pump rod 12 connects the pump room 13 with one above the ground 11 arranged low-pressure storage room 15 , The pantry 15 is partly filled with hydraulic fluid, partly with gas. At her the pump room 13 facing end is the axial bore 14 with an inlet valve designed as a suction valve 16 locked. The pump room 13 is with a flow channel 17 connected, which is below the working piston 7 from an exhaust valve designed as a pressure valve 18 is closed.

Das Kolbenstangenende 8 ist als ein schräg abgeschnittener Kreiszylinder für kontinuierlich verstellbare Niveaulagen ausgebildet. Bezüglich ihrer Länge zeigt die Kolbenstange 9 also eine Rotationsasymmetrie. Stirnseitig schließt die Kolbenstange 9 über den Umfang in kontinuierlich sich ändernder Höhe zwischen einem oberen und einem unteren Wert ab. Der mögliche Verstellbereich ist durch den Neigungsgrad der Schräge und den Durchmesser der Kolbenstange definiert.The piston rod end 8th is designed as an obliquely cut circular cylinder for continuously adjustable level positions. Regarding its length, the piston rod shows 9 So a rotational asymmetry. Front side closes the piston rod 9 over the circumference in continuously changing height between an upper and a lower value. The possible adjustment range is defined by the inclination of the slope and the diameter of the piston rod.

Die 5 zeigt dieses Kolbenstangenende 8 im Vergleich zu einer alternativen Gestaltung in 6 eines Kolbenstangenendes 8' einer Kolbenstange 9' in Stufenform für zwei diskrete einstellbare Niveaulagen.The 5 shows this piston rod end 8th compared to an alternative design in 6 a piston rod end 8th' a piston rod 9 ' in step shape for two discrete adjustable level positions.

Dem Kolbenstangenende 8 gegenüberliegend ist an der Pumpenstange 12 eine als Bypass 25 zwischen dem Arbeitsraum 19 und dem Pumpenraum 13 wirksame Abregelnut 25 ausgebildet. Neben der Abregelnut 25, etwas unterhalb von deren oberem Ende, besitzt die Pumpenstange 12 eine als Radialbohrung ausgebildete, zwischen dem Arbeitsraum 19 und der Axialbohrung 14 bzw. dem Vorratsraum 15 wirksame Ablassöffnung 26. Die Anordnung der Abregelnut 25 und der Abregelbohrung 26 ist in 4 verdeutlicht, die den entsprechenden Ausschnitt des Federbeins von vorne in 4a und von der Seite in 4b zeigt.The piston rod end 8th Opposite is at the pump rod 12 one as a bypass 25 between the workspace 19 and the pump room 13 effective Abregelnut 25 educated. In addition to the Abregelnut 25 , slightly below its upper end, has the pump rod 12 a trained as a radial bore, between the workspace 19 and the axial bore 14 or the storage room 15 effective drain opening 26 , The arrangement of the Abregelnut 25 and the Abregelbohrung 26 is in 4 clarifies that the corresponding section of the shock absorber from the front in 4a and from the side in 4b shows.

Im Fahrbetrieb wirkt der Pumpenraum 13 als eine Kolbenpumpe, die durch die Kolbenstange 9 betrieben wird, welche axiale Hubbewegungen aufgrund der auf sie wirkenden Fahrbahnunebenheiten ausführt. Dabei wird Öl aus dem Vorratsraum 15 über das Saugventil 16 beim Ausfedern angesaugt und über das Druckventil 18 beim Einfedern in den Arbeitsraum 19 gepumpt. Im Arbeitsraum 19 erhöht sich durch den steigenden Druck die Federkraft, worauf die Kolbenstange 9 weiter ausgeschoben und der Fahrzeugaufbau angehoben wird.When driving, the pump room acts 13 as a piston pump passing through the piston rod 9 is operated, which performs axial strokes due to the road bumps acting on them. This oil is from the storage room 15 over the suction valve 16 aspirated during rebound and over the pressure valve 18 during compression in the working space 19 pumped. In the workroom 19 increases by the increasing pressure, the spring force, whereupon the piston rod 9 pushed out further and the vehicle body is raised.

Der Bypass 25 setzt die Kolbenpumpe außer Kraft, sobald er vom Kolbenstangenende 8 beim Überschreiten einer bestimmten Niveaulage freigegeben wird und dadurch eine direkte Verbindung zwischen dem Pumpenraum 13 sowie dem Arbeitsraum 19 hergestellt wird. Der Fahrzeugaufbau wird nicht weiter angehoben, da die Pumpe außer Kraft gesetzt wurde. Das Federbein wird somit bei dieser dynamischen Niveaulage ein- und abgeregelt.The bypass 25 sets the piston pump inoperative as soon as it comes off the piston rod end 8th is released when exceeding a certain level position and thus a direct connection between the pump room 13 as well as the workspace 19 will be produced. The vehicle body will not be raised any further as the pump has been disabled. The strut is thus switched on and off at this dynamic level position.

Im Stillstand ändert sich der aktuelle Einfederungszustand des Fahrzeugaufbaus durch ändern der Last, d. h. durch Be- oder Entladen einer Ladung sowie durch Ein- oder Aussteigen von Insassen. Um insbesondere beim Entladen des Fahrzeugs einen unerwünschten Hochstand zu verhindern, gibt die Ablassbohrung 26 beim Ausfedern der Kolbenstange 9 bei einer bestimmten Standhöhe eine direkte Verbindung zwischen dem Arbeitsraum 19 und dem Vorratsraum 15 frei. Daraufhin strömt Öl aus dem Arbeitsraum 19 zurück in den Vorratsraum 15. Der Aufbau senkt sich folglich ab und die Kolbenstange 9 wird eingeschoben, bis die Ablassbohrung 26 wieder vom Kolbenstangenende 8 verdeckt wird. Das Federbein wird somit auf diese statische Niveaulage abgeregelt.At a standstill, the current jounce state of the vehicle body changes by changing the load, ie by loading or unloading a load and by entering or exiting passengers. In order to prevent an undesirable high level, especially when unloading the vehicle, there is the drain hole 26 during rebound of the piston rod 9 at a certain height, a direct connection between the workspace 19 and the pantry 15 free. Then oil flows out of the workspace 19 back to the pantry 15 , The construction consequently lowers and the piston rod 9 is pushed in until the drain hole 26 again from the piston rod end 8th is covered. The shock absorber is thus regulated to this static level position.

Erfindungsgemäß erlaubt eine Relativverdrehung zwischen der Pumpenstange 12 und der Kolbenstange 9 unterschiedliche Abregelhöhen. Eine solche Relativverdrehung zwischen der Pumpenstange 12 und der Kolbenstange 9 ist in der 3 veranschaulicht. Die 3 stellt die Pumpenstange 12 in einer um 180° verdrehten Winkellage gegenüber einer in 2 gezeigten Winkellage dar. Da die Kolbenstange 9 an ihrem axialen Ende schräg abgeschnitten ist, werden die Abregelnut 25 und die Abregelbohrung 26 bereits bei einer niedrigeren dynamischen bzw. bei einer niedrigeren statischen Niveaulage freigegeben. Folglich wird die Kolbenstange 9, wie aus 3 im Vergleich zu 2 ersichtlich ist, weniger weit ausgeschoben bzw. bereits früher abgeregelt. Es wird also ein tieferes Fahrzeugniveau erreicht.According to the invention allows a relative rotation between the pump rod 12 and the piston rod 9 different Abregelhöhen. Such a relative rotation between the pump rod 12 and the piston rod 9 is in the 3 illustrated. The 3 put the pump rod 12 in an angular position rotated by 180 ° relative to an in 2 shown angular position dar. Since the piston rod 9 is cut obliquely at its axial end, the Abregelnut 25 and the bump hole 26 already released at a lower dynamic level or at a lower static level level. Consequently, the piston rod becomes 9 , like out 3 compared to 2 is apparent, less widely expelled or already earlier. So it is achieved a lower vehicle level.

Je nach Winkellage von Pumpenstange 12 und Kolbenstange 9 ist somit eine kontinuierliche Verstellung der Standhöhe bzw. der dynamischen Höhe im Rahmen der Schräge der Stirnseite des Kolbenstangenendes 8 möglich. Bei der in 6 dargestellten Kolbenstange 9' mit dem gestuften Kolbenstangenende 8' sind zwei diskrete statische bzw. dynamische Niveaulagen entsprechend der Stufenhöhe möglich.Depending on the angular position of the pump rod 12 and piston rod 9 is thus a continuous adjustment of the level or height of the dynamic in the context of the slope of the end face of the piston rod end 8th possible. At the in 6 illustrated piston rod 9 ' with the stepped piston rod end 8th' Two discrete static or dynamic level positions corresponding to the step height are possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Federungsvorrichtungsuspension device
22: FederbeinkörperStrut body
33: Ringgelenkring joint
44: Kolbenstangepiston rod
55: DomlagerDomlager
66: Arbeitszylinderworking cylinder
77: Arbeitskolbenworking piston
8, 8'8, 8 ': KolbenstangenendeRod End
9, 9'9, 9 ': Kolbenstangepiston rod
1010: Deckelcover
1111: Bodenground
1212: Pumpenstangepump rod
1313: Pumpenraumpump room
1414: Axialbohrungaxial bore
1515: Niederdruck-VorratsraumLow pressure reservoir
1616: Einlassventil, SaugventilInlet valve, suction valve
1717: Strömungskanal, DruckventilFlow channel, pressure valve
1818: Auslassventiloutlet valve
1919: Hochdruck-ArbeitsraumHigh-pressure working space
2020: Durchlässepassages
2121: Gasfedergas spring
2222: Gasraumheadspace
2323: Membranmembrane
2424: Aktuatoractuator
2525: Bypass, AbregelnutBypass, Abregelnut
2626: Ablassöffnungdrain hole
2727: Aktuatoractuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008032950 B3 [0003, 0005]
DE 102005048742 A1 [0008]
DE 3801167 C2 [0009]

Claims

Self-pumping hydropneumatic strut with internal level control, for example for motor vehicles, with one of a gas spring ( 21 ) pressurized hydraulic fluid filled high pressure working space ( 19 ), in which one with a hollow piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) connected working piston ( 7 ) in a working cylinder ( 6 ) is slidably mounted, with a filled with hydraulic fluid and gas low-pressure reservoir ( 15 ) with a hollow pump rod ( 12 ) which is in the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ), in which the pump rod ( 12 ) with her through a suction valve ( 16 ) closed free end and by a pressure valve ( 18 ) closed piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) a pump room ( 13 ), which is used for raising the level during driving as a by spring movements via axial relative movements between the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) and the pump rod ( 12 ) driven piston pump for conveying hydraulic fluid from the low-pressure reservoir ( 15 ) in the high-pressure working space ( 19 ), with one on the pump rod ( 12 ) and the high-pressure working space ( 19 ) and the low pressure storage room ( 15 ) level-dependent connecting drain port ( 26 ), which is provided as at least one Abregeleinrichtung for level control, and with means for adjusting at least two different level heights, characterized in that a pump rod ( 12 ) receiving end ( 8th . 8th' ) of the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) is formed as a rotationally asymmetric functional body, and that the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) as well as the pump rod ( 12 ) are arranged rotatable relative to each other, so that by a relative rotation between the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) and the pump rod ( 12 ) in cooperation with the discharge opening ( 26 ) Different levels can be adjusted.

Strut according to claim 1, characterized in that the level control in addition to the pump rod ( 12 ) a pump room ( 13 ) and the high-pressure working space ( 19 ) level-dependent connecting bypass ( 25 ) is formed, so that by a relative rotation between the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) and the pump rod ( 12 ) in cooperation with the bypass ( 25 ) Different dynamic height levels for the driving operation and by a relative rotation between the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) and the pump rod ( 12 ) in cooperation with the discharge opening ( 26 ) Different maximum static height levels for the vehicle standstill are adjustable.

Strut according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass ( 25 ) as a longitudinal groove on the in the piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) immersed free end of the pump rod ( 12 ) is formed, and that the drain opening ( 26 ) is formed as an adjacent to the longitudinal groove, disposed below an upper end of the longitudinal groove radial bore.

Strut according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end ( 8th ) of the piston rod ( 9 ) is formed as an obliquely cut hollow circular cylinder, so that a continuously adjustable Abregelhöhe on the bypass ( 25 ) or the drain opening ( 26 ) depending on the angular position of piston rod ( 9 ) and pump rod ( 12 ) is selectable.

Strut according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end ( 8th' ) of the piston rod ( 9 ' ) is formed as a stepped hollow circular cylinder, so that a discretely adjustable Abregelhöhe on the bypass ( 25 ) or the drain opening ( 26 ) depending on the angular position of piston rod ( 9 ' ) and pump rod ( 12 ) is selectable.

Suspension strut according to claim 5, characterized in that the stepped circular cylinder has exactly one step formed at right angles.

Strut according to one of claims 1 to 6, characterized in that the pump rod ( 12 ) is arranged rotatable.

Strut according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston rod ( 4 ) is arranged rotatable.

Strut according to one of claims 1 to 8, characterized in that as a means for relative rotation of piston rod ( 4 . 9 . 9 ' ) and pump rod ( 12 ) an actuator ( 24 . 27 ) is provided.

Strut according to claim 9, characterized in that the actuator ( 24 . 27 ) can be actuated mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically in a manual manner and / or via a control device.