DE1103157B - Hydropneumatische Fahrzeugabfederung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Fahrzeugabfederung mit hydraulischer Kraftübertragung über einen in einem Arbeitszylinder verschiebbaren, und zugleich als Stoßdämpfer wirkenden Arbeitskolben und mit einer einen Förderkolben aufweisenden Regelanlage, mittels der Flüssigkeit bei Überlastung aus einem Vorratsbehälter in den Arbeitszylinder und bei Entlastung aus dem Arbeitszylinder in den Vorratsbehälter gefördert wird.

Die bisher ausgeführten hydropneumatischen Fahrzeugabfederungen mit selbsttätiger Einstellung der Fahrzeug-Bodenfreiheit fallen durch die Verwendung komplizierter Verdichter oder Pumpen und Ventile verhältnismäßig teuer und empfindlich aus und werden — u. a. durch die Notwendigkeit längerer Druckleitungen — verhältnismäßig leicht undicht. Es ist zwar neuerdings bereits vorgeschlagen worden, die insbesondere durch Undichtheiten bedingten Störungsquellen durch eine konstruktive Zusammenfassung aller Teile der Abfederung zu beseitigen; jedoch ist auch diese Konstruktion infolge der Notwendigkeit komplizierter, mit zahlreichen Bohrungen versehener Bauteile und der Verwendung einer recht langen dichten Führung eines entsprechend langen Förderkolbens in der Herstellung verhältnismäßig kompliziert und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Fahrzeugabfederung konstruktiv im Sinne einer einfacheren und billigeren Herstellbarkeit zu verbessern, wobei zugleich deren Störanfälligkeit trotz Beibehaltung des bewährten Arbeitsprinzips weiter herabgemindert werden soll.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Förderkolben der Regelanlage der eingangs genannten Fahrzeugabfederung unabhängig vom Arbeitskolben angeordnet ist und nur bei nahezu ganz abgesenktem Arbeitskolben und somit bei überbelastetem Fahrzeug von diesem aus im Sinne der Flüssigkeitsförderung in den Arbeitszylinder betätigt wird, während die den Vorratsbehälter durchsetzende Kolbenstange des Arbeitskolbens eine bei nahezu ganz angehobenem Arbeitskolben und somit bei entlastetem Fahrzeug in den Vorratsbehälter eintauchende und dabei den Abfluß von Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder in den Vorratsbehälter zulassende Längsnut od. dgl. aufweist.

Der Förderkolben nach der Erfindung braucht nur verhältnismäßig kurz ausgeführt zu sein und erfordert deshalb auch nur eine entsprechend kurze Bohrung des zugehörigen Förderzylinders. Durch die Ausbildung der Kolbenstange des Arbeitskolbens mit der genannten Längsnut kann außerdem auf die Anordnung einer besonderen Rückförderpumpe und eines zugehörigen Rückschlagventils für die Rück-Hydropneumatische Fahrzeugabfederung

Anmelder:

Üstav pro Vyzkum Motorovych Vozidel, Prag

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Tschechoslowakei vom 30. September 1958

Julius Mackerle, Prag,
ist als Erfinder genannt worden

förderung der Flüssigkeit in den Vorratsbehälter ganz verzichtet werden.

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn ge^a5 maß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das zugleich den Förderkolben nebst Förderzylinder, Gegenfeder und Rückschlagventil aufnehmende Gehäuse des Vorratsbehälter den von der Kolbenstange durchsetzten Abschlußdeckel des Arbeitszylinders bildet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung betreffen andere konstruktive Einzelheiten der Abfederung und insbesondere die Anordnung eines an sich bekannten pneumatisch arbeitenden Gefäßes der Abfederung.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

Fig. % die erfindungsgemäße hydropneumatische Abfederung in einem axialen Längsschnitt,

Fig. 2 einen die Förderpumpe der Abfederung zeigenden, vergrößert dargestellten Teilausschnitt der Fig. l,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A der Fig. 1.

Die hydyropneumatische Fahrzeugabfederung besteht aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Arbeitszylinder 1 mit einem darin verschiebbaren Arbeitskolben 6, einem mit dem Arbeitszylinder 1 in Verbindung stehenden, elastisch verformbaren und pneumatisch arbeitenden Gefäß 9 und einem Vorratsbehälter 2, dessen Flüssigkeitsinhalt mit der im Arbeitszylinder 1 befindlichen Flüssigkeit über eine nachstehend noch näher beschriebene Regelanlage bei bestimmten Betriebszuständen der Abfederung ausgetauscht werden kann.

-109 537/316

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Wie aus Fig. 1 hervorgeht, bildet das Gehäuse 2' durch eine Schraube 18 abschließbare Einfüllöffnung des Vorratsbehälter 2 zugleich den von der Kolben- für die vorzugsweise aus öl bestehende Arbeitsflüssigstange 3 des Arbeitskolbens 6 durchsetzten Abschluß- keit auf.

deckel des Arbeitszylinders 1, wobei die Kolben- Aus den Fig. 1 und 3 ist weiterhin ersichtlich, daß stange 3 im Bereich der beiden Stirnwände des 5 die Kolbenstange 3 unmittelbar oberhalb des Arbeits-Gehäuses 2'durch je eine Buchse 4 bzw. 5 flüssigkeits- kolbensö eine Längsnut 19 aufweist, die jedoch bei dicht geführt ist. Der Arbeitskolben 6 ist in üblicher der dargestellten Mittelstellung des Arbeitskolbens 6 Weise zugleich als Stoßdämpferkolben ausgebildet, noch unterhalb des Gehäuses 2' des Vorratsbehälters 2 indem er mit einer Anzahl (nicht dargestellter) achs- endet.

paralleler Durchtrittsöffnungen und mit zugehörigen io Die beschriebene hydropneumatische Fahrzeugab-Ventilen versehen ist, die einen Flüssigkeitsdurchtritt federung arbeitet folgendermaßen:
nach dem kolbenstangenseitigen Raum des Arbeits- Bewegt sich der Arbeitskolben 6 infolge zunehmenzylinders 1 ungehindert zulassen, wogegen sie einen der Belastung des Fahrzeuges aus seiner dargestellten umgekehrten Flüssigkeitsdurchtritt entsprechend der Mittelstellung nach unten, so verdrängt dabei die zulichten Weite kalibrierter kleiner Durchtrittsöffnun- 15 nehmend in den Arbeitszylinder 1 bewegte Kolbengen hemmen. Gemäß der Darstellung ist also eine stange 3 eine entsprechende Menge der Arbeitsflüssigschnelle Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens 6 mög- keit bzw. des Öls, die durch die hohle Kolbenstange 3 lieh, wogegen die Aufwärtsbewegung des Arbeits- in die Kammer 7 gelangt. Dieser Verdrängung wirkt kolbensö nur langsam und unter einer entsprechenden jedoch das entsprechend elastisch nachgebende, pneu-Dämpfung erfolgen kann. Da eine solche hydraulische 20 matisch arbeitende Gefäß 9 entgegen, das somit die Stoßdämpferanordnung in vielfachen Ausführungs- elastische Abfederung des Fahrzeuges sicherstellt,
formen bekannt ist, erübrigt sich eine nähere Erläute- Wird das Fahrzeug entlastet oder bewegt sich der rung derselben. Arbeitskolben 6 bei den Abfederungsschwingungen Der unter dem Arbeitskolben 6 befindliche Raum nach oben, so strömt das Öl in entsprechendem Maße des Arbeitszylinders 1 steht durch eine axiale Boh- 25 wieder aus der Kammer 7 in den Arbeitszylinder 1 rung3' der Kolbenstange3 hindurch mit einer durch zurück. Da das öl jedoch bei der Aufwärtsbewegung das äußere Ende der Kolbenstange 3 gebildeten Kam- des Arbeitskolbens 6 nur gedrosselt in den unteren mer7 in Verbindung, in der sich das elastisch ver- Raum des Arbeitszylinders 1 zurückströmen kann, formbare und pneumatisch arbeitende Gefäß 9 beim- kann auch die Aufwärtsbewegung des Arbeitsdet. Die Kammer 7 ist nach außen durch ein Ab- 30 kolbens 6 nur langsam und entsprechend gedämpft schlußstück 8 abgeschlossen, das von einem in den erfolgen.

Innenraum des Gefäßes 9 hineinragenden Ventil 10 Übersteigt die Abwärtsbewegung des Arbeitsdurchsetzt ist, so daß Luft oder ein Gas durch das kolbens 6 — etwa durch eine entsprechend große BeVentil 10 von außen in das Gefäß 9 hineinströmen lastung des Fahrzeuges — ein bestimmtes Maß, so bzw. eingebracht werden kann. Zur oberen Befesti- 35 stößt eine durch die Kammer 7 gebildete äußere Ringgung der Abfederung (z. B. am Fahrzeugaufbau) schulter T der Kolbenstange 3 gegen den Förderdient ein Lagerbock 11, der mit dem Abschlußstück 8 kolben 12 und verschiebt diesen nach unten. Bei der über einen elastisch verformbaren Federkörper 11' Abwärtsbewegung des Förderkolbens 12 wird zuverbunden ist, während die gegenüberliegende Fest- nächst die Verbindungsöffnung 15 zum Vorratsbehällegung über einen üblichen Gewindezapfen 1' des Ar- 40 ter2 abgeschlossen und daraufhin die im unteren Teil beitszylinders 1 erfolgen kann. des Förderzylinders 12' befindliche Ölmenge durch Die bereits erwähnte Regelanlage der hydropneu- das Rückschlagventil 16, 17, 17' in den oberhalb des matischen Abfederung besteht aus einem in einem Arbeitskolbens 6 befindlichen Raum des Arbeitszylin-Förderzylinder 12' verschiebbaren Förderkolben 12, ders 1 gepumpt. Da jedoch das pneumatisch arbeider durch eine Schraubenfeder 13 in seine aus den 45 tende Gefäß 9 sich bereits vorher in einem der Belastung Fig. 1 und 2 hervorgehende obere Endstellung· vor- entsprechenden Gleichgewichtszustand befand, kann gespannt ist. Der Förderzylinder 12' befindet sich im kein weiteres Öl in die Kammer 7 eindringen, weshalb Vorratsbehälter 2 und bildet teilweise zugleich Teile das vom Förderkolben 12 verdrängte öl nur unter von dessen Gehäuse 2'. Der in der dargestellten oberen einer entsprechenden gleichzeitigen Aufwärtsbewe-Endstellung befindliche Förderkolben 12 ist durch 50 gung des Förderkol'bens 6 — und entsprechenden einen in eine entsprechende Ringnut des Förderzylin- Auswärtsbewegung der Kolbenstange 3 aus dem Arders 12' eingesetzten Federring 14 an einer weiteren beitszylinder heraus — in den Arbeitszylinder 1 hin-Auswärtsbewegung gehindert. Außerdem weist der eingelangen kann. Auf diese Weise bewirkt die Regel-Förderzylinder 12' unmittelbar unterhalb des in seiner anlage trotz gleichbleibender Federungseigenschaften dargestellten oberen Endstellung befindlichen Förder- 55 ein selbsttätiges Wiederanheben des Fahrzeugaufbaus kolbens 12 eine in den Vorratsbehälter 2 einmündende und die Wiederherstellung dessen vorheriger mittle-Verbindungsöffnung 15 auf, die den Zylinderraum rer Bodenfreiheit, bei der auch der Förderkolben 12 dann mit dem Vorratsbehälter 2 verbindet, wenn sich wieder in seine dargestellte obere Ausgangslage zuder Förderkolben 12 in seiner oberen Endstellung be- rückgelangt.

findet. 60 Wird das Fahrzeug wieder entlastet und gelangt Das untere Ende des Förderzylinders 12 steht mit der Arbeitskolben 6 in eine obere Stellung, bei der die dem kolbenstangenseitigen Raum des Arbeitszylin- Längsnut 19 mit ihrem oberen Teil bis in den Vorders 1 über ein in den Arbeitszylinder hinein öffnen- ratsbehälter 2 hinein gelangt, so kann dadurch öl aus des Rückschlagventil in Verbindung, das aus einer in dem Arbeitszylinder 1 in den Vorratsbehälter 2 zueinem unteren Abschlußdeckel 17 gelagerten Kugel 16 65 rückfließen. Durch diesen Rückfluß wird im Arbeitsbesteht. Der Abschlußdeckel 17 weist eine kleine zylinder 1 wiederum ein entsprechender Raum freiexzentrische Bohrung 17' auf, wodurch ein Flüssig- gegeben, der nunmehr durch die gleichzeitig entsprekeitsdurchtritt vom Förderzylinder 12' in den Arbeits- chend tiefer in den Arbeitszylinder 1 eindringende zylinder 1 jederzeit ermöglicht ist. Schließlich weist Kolbenstange 3 ausgefüllt wird. Durch das Überströder Vorratsbehälter 2 an einer oberen Stelle noch eine 70 men von öl aus dem Arbeitszylinder 1 in den Vor-

ratsbehälter2 gelangt also der Arbeitskolben 6 ebenfalls wieder in eine etwa mittlere Stellung zurück, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist. Die Abfederung stellt sich somit stets selbsttätig — und unabhängig von der jeweiligen Fahrzeugbelastung — in eine etwa mittlere Einstellung ein und gewährleistet eine entsprechende gleichbleibende Bodenfreiheit des Fahrzeuges.

Die Erfindung ist nicht an die Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels gebunden. Für das Wesen der Erfindung ist z. B. nicht maßgeblich, ob die Abfederung an ihrem dargestellten oberen Ende noch mit einem elastisch wirkenden Federkörper 11 verbunden ist. Ein solcher Federkörper könnte bei einer entsprechend vereinfachten Ausführung auch entfallen. Weiterhin könnte dieKammer7 an der axialen Ausmündungsstelle der Bohrung 3' der Kolbenstange 3 noch mit einem lose eingelegten, beispielsweise flach gewölbten Abdeckplättchen versehen sein, das bei einer extremen Ausdehnung des pneumatisch arbeitenden Gefäßes 9 dessen Beschädigung an den Kanten der Öffnung ausschließt. Außerdem könnte statt der Verbindungsöffnung 15 ein nach dem Förderzylinder 12' hin öffnendes Rückschlagventil vorgesehen sein. Ebenso könnte statt der an der Kolbenstange 3 angeordneten Längsnut 19 auch eine Anzahl bis in die Längsbohrung 3' der Kolbenstange 3 hineinragender Ouerbohrungen vorgesehen sein, durch welche bei einer entsprechenden oberen Stellung des Arbeitskolbens 6 Öl aus der Bohrung 3' unmittelbar in den Vorratsbehälter 2 überströmen kann.

Man könnte auch unterhalb des Arbeitskolbens 6 noch eine Schraubenfeder vorsehen, die bei langer abgestelltem Fahrzeug auch dann eine stärkere Absenkung des Arbeitskolbens 6 verhindert, wenn im Laufe der Zeit durch vom Arbeitszylinder 1 entlang der Buchse 4 in den Vorratsbehälter 2 gelangendes Öl größere Leckverluste auftreten sollten. Diese zusätzliche Feder wird zweckmäßig derart abgestimmt, daß sie den Arbeitskolben 6 bei unbelastetem Fahrzeug von sich aus in einer Stellung halten kann, bei der der Förderkolben 12 noch nicht in den Förderzylinder 12' hineinbewegt wird. Auf diese Weise bleibt bei der Wiederinbetriebnahme des Fahrzeuges sofort die Möglichkeit einer Ölförderung aus dem Vorratsbehälter 2 in den Arbeitszylinder 1, sobald der Arbeitskorben 6 durch Erschütterungen oder eine entsprechende Mehrbelastung des Fahrzeuges weiter nach unten in den. Arbeitszylinder 1 hinein verschoben werden sollte.

Die vorgenannten Ausgestaltungen und Abwandlungen lassen erkennen, daß auch noch weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich sind, ohne daß dadurch der in den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatische Fahrzeugabfederung mit hydraulischer Kraftübertragung über einen in einem Arbeitszylinder verschiebbaren und zugleich als Stoßdämpfer wirkenden Arbeitskolben und mit einer einen Förderkolben aufweisenden Regelanlage, mittels der Flüssigkeit bei Überlastung aus einem Vorratsbehälter in den Arbeitszylinder und bei Entlastung aus dem Arbeitszylinder in den Vorratsbehälter gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkolben (12) der Regelanlage unabhängig vom Arbeitskolben

(6) angeordnet ist und nur bei nahezu ganz abgesenktem Arbeitskolben (6) und somit bei überlastetem Fahrzeug von diesem aus im Sinne der Flüssigkeitsförderung in den Arbeitszylinder (1) betätigt wird, während die den Vorratsbehälter (2) durchsetzende Kolbenstange (3) des Arbeitskolbens (6) eine bei nahezu ganz angehobenem Arbeitskolben (6) und somit bei entlastetem Fahrzeug in den Vorratsbehälter (2) eintauchende und dabei den Abfluß von Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder (1) in den Vorratsbehälter (2) zulassende Längsnut (19) od. dgl. aufweist.

2. Abfederung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugleich den Förderkolben (12) nebst Förderzylinder (12'), Gegenfeder (13) und Rückschlagventil (16, 17, 17') aufnehmende Gehäuse (2') des Vorratsbehälters (2) den von der Kolbenstange (3) durchsetzten Abschluß deckel des Arbeitszylinders (1) bildet.

3. Abfederung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Kolbenstange (3) zu einer ein an sich bekanntes elastisch verformbares und pneumatisch arbeitendes Gefäß (9) der Abfederung aufnehmenden Kammer (7) erweitert ist, die mit dem Arbeitszylinder (1) durch eine die Kolbenstange (3) und den Arbeitskolben (6) durchsetzende Bohrung (3') in Verbindung steht.

4. Abfederung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkolben (12) der Regelanlage mit einer durch die Kammer

(7) gebildeten äußeren Ringschulter (7') der Kolbenstange (3) zusammenwirkt.

5. Abfederung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein am äußeren Ende der Kolbenstange (3) befindlicher Lagerbock (11) der Abfederung in an sich bekannter Weise mit der Kolbenstange (3) über einen elastisch verformbaren Federkörper (H') verbunden ist.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1 043 102, 1 043 103.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 537/316 3.61