DE1181073B

DE1181073B - Telescopic hydropneumatic suspension for vehicles

Info

Publication number: DE1181073B
Application number: DEM40728A
Authority: DE
Inventors: Karl M Mayer
Original assignee: KARL M MAYER
Current assignee: KARL M MAYER
Priority date: 1959-03-06
Filing date: 1959-03-06
Publication date: 1964-11-05

Description

Teleskopartige hydropneumatische Abfederung für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine teleskopartige hydropneumatische Abfederung mit hydraulischer Kraftübertragung über mindestens einen Kolben mit kombinierter Stoßdämpferwirkung für Fahrzeuge, bei der in einem ersten mit einem Befestigungsauge versehenen Zylinder ein zweiter Zylinder fest angeordnet ist, in dem sich ein Kolben bewegt, dessen nach außen geführte Kolbenstange ein weiteres Befestigungsmittel aufweist, wobei der Hydraulikraum auf der Differentialseite des Kolbens mit einem außerhalb dieses Zylinders gelegenen Reserve-Hydraulikraum in Verbindung steht.Telescopic hydropneumatic suspension for vehicles The invention refers to a telescopic hydropneumatic suspension with hydraulic Power transmission via at least one piston with a combined shock absorber effect for vehicles, in the case of a first cylinder provided with a fastening eye a second cylinder is fixedly arranged, in which a piston moves, whose outwardly guided piston rod has a further fastening means, wherein the hydraulic space on the differential side of the piston with one outside of this Cylinder located reserve hydraulic space is in communication.

Eine Vorrichtung mit vorgenannten Merkmalen ist zur selbsttätigen Niveauregelung von Kraftfahrzeugen bekannt, kann jedoch nur in Verbindung mit üblichen, das eigentliche Gewicht des Fahrzeuges tragenden Federn zusammenarbeiten. Der durch den vollen Kolbenquerschnitt abgeschlossene Arbeitsraum des inneren Zylinders weist eine mit Drosselöffnungen versehene radiale Trennwand auf, hinter der eine mit einem kompressiblen Medium gefüllte Blase als Federungskörper untergebracht ist. In dem Bereich der Wandung des inneren Zylinders zwischen Trennwand und Kolben befindet sich ein einseitig wirkendes, nur in Richtung zum inneren Zylinder öffnendes Ventil, durch das beim Schwingen des Fahrzeuges, d. h. bei einer von der Trennwand weggerichteten Kolbenbewegung aus dem unter Normaldruck stehenden Reserve-Hydraulikraum so viel öl nachgesaugt werden soll, bis die relative Lage von Kolben und Zylinder einen bestimmten Wert erreicht hat, der durch eine ebenfalls in der Wandung des inneren Zylinders angeordnete Überlauföffnung bestimmt ist. Da der Reserve-Hydraulikraum unter Normaldruck steht, kann beim Rückfedern des Fahrzeuges nur dann durch das Ventil Flüssigkeit in den Arbeitsraum zurückströmen, wenn die Vorrichtung völlig entlastet ist, d. h. wenn die zusätzlichen Stahlfedem fast das gesamte Fahrzeuggewicht allein aufnehmen.A device with the aforementioned features is known for the automatic level control of motor vehicles, but can only work together in connection with conventional springs which carry the actual weight of the vehicle. The working space of the inner cylinder, which is closed off by the full piston cross-section, has a radial partition wall provided with throttle openings, behind which a bladder filled with a compressible medium is accommodated as a spring body. In the area of the wall of the inner cylinder between the partition and the piston there is a valve that acts on one side and only opens in the direction of the inner cylinder . H. When the piston moves away from the partition wall, sufficient oil is to be sucked in from the reserve hydraulic chamber under normal pressure until the relative position of piston and cylinder has reached a certain value, which is determined by an overflow opening also arranged in the wall of the inner cylinder . Since the reserve hydraulic chamber is under normal pressure, when the vehicle springs back, fluid can only flow back through the valve into the working chamber when the device is completely relieved, i.e. H. when the additional steel springs take up almost the entire weight of the vehicle alone.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine ohne jede andere Zusatzfeder oder Stoßdämpfereinrichtung arbeitende hydropneumatische Abfederung zu schaffen, deren bewegliche Teile mit kleineren und einen geringen Anpreßdruck erzeugenden Dichtungen ausgestattet sind, damit die Federung und Dämpfung nicht durch die sonst üblichen hohen Reibungswerte der Dichtungen beeinträchtigt wird. Bei der Abfederung sollen auch Maßnahmen getroffen sein, damit das Fahrzeug bei gegebener Belastung nicht auf Grund der unvermeidlichen Leckverluste im Dämpfungsaggregat bzw. durch das an der Kolbenwandung vorbeigedrückte Lecköl an Bodenhöhe verliert. Die Aufgabe besteht schließlich auch darin, das mit Druckluft oder Gas gefüllte bzw. ein solches Medium einschließende flexible Federungselement so anzuordnen und zu gestalten, daß es unter Last eine kontrollierte Federungsbewegung ausführen kann und nicht durch einseitige Belastungen örtlich zusammengedrückt, eingeknickt und dort einem hohen Verschleiß unterworfen ist.The invention is based on the object, one without any Another additional spring or shock absorber device working hydropneumatic suspension to create the moving parts with smaller and a low contact pressure Generating seals are equipped so that the suspension and damping are not is impaired by the otherwise usual high friction values of the seals. In the case of cushioning, measures should also be taken so that the vehicle can withstand given load not due to the inevitable leakage losses in the damping unit or because of the leakage oil pushed past the piston wall, it loses the floor level. Ultimately, the task also consists of the one filled with compressed air or gas or such a medium enclosing flexible suspension element to be arranged and to design that it can perform a controlled suspension movement under load and not locally compressed, buckled and buckled by one-sided loads there is subject to high wear.

Diese Aufgabe wird bei einer Abfederung der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Reserve-Hydraulikraum das Hydraulikmittel auf Grund eines von einem elastischen Bauteil belasteten Ringkolbens unter einem genngen überdruck steht und in dem Kolben ein eine Verbindungsöffnung zwischen Arbeitsraum und Differentialarbeitsraum abschließendes" in Richtung zum Differentialarbeitsraum sperrendes Ventil vorgesehen ist.With a cushioning, this task is cited at the beginning Type solved according to the invention in that the hydraulic medium is in the reserve hydraulic space due to an annular piston loaded by an elastic component under one is overpressure and in the piston a connection opening between the working space and differential work space final "towards the differential work space blocking valve is provided.

Vorzugsweise ist der elastische Bauteil ein Ringfilter, dessen Stirnflächen an der Abschlußwand des Ringraumes und an der dem Hydraulikmittel abgewandten Seite des Ringkolbens anliegen.The elastic component is preferably a ring filter, the end faces of which on the end wall of the annular space and on the side facing away from the hydraulic medium of the annular piston.

Damit auf Grund der Bewegungen des Ringkolbens keine unkontrollierten, und unbeabsichtigten Federungs- bzw. Dämpfungswirkungen auftreten, ist der äußere Zylinder ün Bereich des Ringfilters in unmittelbarer Nähe der Ringraum-Abschlußwand mit Belüftungsbohrungen versehen. Dem Ringfilter kommt somit die Aufgabe zu, durch die Belüftungsbohrungen eintretende Staubkörper von der Dichtfläche des Ringkolbens fernzuhalten.So that no uncontrolled, and unintended suspension or damping effects occur, is the external Cylinder in the area of the ring filter in the immediate vicinity of the annular space end wall provided with ventilation holes. The ring filter thus has the task of getting through Dust particles entering the ventilation holes from the sealing surface of the annular piston keep away.

Eine unter Last gesteuerte Federbewegung des mit Druckgas gefüllten Federungselementes, wird dadurch erzielt, daß der den mit Druckgas gefüllten Federungsraum umgrenzende elastische, von Hydraulikmittel umgebene Membrankörper kegelstumpfförmig angeordnet, durch eine ein Absperr- und Füllventil aufweisende Platte abgeschlossen ist, die in ihrer Mitte ein nach oben weisendes Führungsrohr für einen Führungsstößel besitzt, der an seinem oberen Ende eine konkav ausgebildete, an ihrem Außenrand abgerundete und mit Bohrungen versehene Stützplatte für das freie Ende des kegelstumpfförmigen Membrankörpers trägt.A spring movement of the one filled with compressed gas, controlled under load Suspension element is achieved in that the suspension space filled with compressed gas circumscribing elastic, of hydraulic means surrounding membrane body Arranged in the shape of a truncated cone, by means of a shut-off and filling valve Plate is complete, which in its center has an upward-facing guide tube for a guide plunger which has a concave at its upper end, at its outer edge rounded and drilled support plate for the free End of the frustoconical membrane body carries.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine teleskopartige hydropneumatische Abfederungseinheit mit je einem Befestigungsauge an beiden Enden. Der mit dem unteren Befestigungsauge versehene Zylinderl enthält einen mit Druckluft oder Druckgas gefüllten, aus stark elastischem, flexiblemMaterialbestehenden Membrankörper2, der nach unten durch einen mit einem Ventil 2 a versehenen Boden 2 b verschlossen ist. Von der Mitte des Bodens 2 b ragt ein Führungsrohr 2 c nach oben, in dem ein Führungsstößel 2 d verschiebbar aufgenommen ist. Der Führungsstößel trägt an seinem oberen Ende eine Stützplatte 2 e, die mit Bohrungen 2 f versehen ist und mit ihrem Außenrand 2 g mit der Wand des Membrankörpers 2 fest verbunden ist. Diese pneumatische Einheit befindet sich in einem im unteren Teil des Zylinders 1 vorgesehenen Druckraum, der nach oben durch ein festliegendes Zwischenstück 4 begrenzt wird. Dieses Zwischenstück sitzt auf einem sich durch Verringerung der Zylinderwanddicke bildenden Absatz und enthält in der Nähe seines Randes Düsen, 5, welche den Druckraum 3 mit dem darüberliegenden, im Durchmesser kleineren Arbeitsraum 11 verbinden.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows a telescopic hydropneumatic suspension unit, each with a fastening eye at both ends. The cylinder 1 provided with the lower fastening eye contains a membrane body 2 which is filled with compressed air or compressed gas and consists of a highly elastic, flexible material and which is closed at the bottom by a base 2 b provided with a valve 2 a. From the center of the base 2 b , a guide tube 2 c protrudes upwards, in which a guide plunger 2 d is slidably received. The guide plunger carries at its upper end a support plate 2 e which is provided with bores 2 f and is firmly connected with its outer edge 2 g to the wall of the membrane body 2. This pneumatic unit is located in a pressure space provided in the lower part of the cylinder 1 , which is delimited at the top by a fixed intermediate piece 4. This intermediate piece sits on a shoulder formed by reducing the cylinder wall thickness and contains nozzles 5 near its edge, which connect the pressure chamber 3 with the working chamber 11 above it, which is smaller in diameter.

Ein auf dem Zwischenstück 4 aufsitzender, außen von dem Zylinder 1 umgebener kleinerer Zylinder 6 enthält einen Kolben 8, dessen Kolbenstange 9 an dem von dem Kolben weggerichteten Ende mit einer Schutzhülse 19 verbunden ist, an der sich das obere Befestigungsauge 10 befindet.A smaller cylinder 6 seated on the intermediate piece 4 and surrounded on the outside by the cylinder 1 contains a piston 8, the piston rod 9 of which is connected at the end facing away from the piston to a protective sleeve 19 on which the upper fastening eye 10 is located.

Verbindungskanäle 7 am oberen Ende des Zylinders 6 führen zu einem Reserve-Hydraulikrauin 13, der von den Wandungen der beiden Zylinder 1 und 6 gebildet (Y wird. Der Reserve -Hydraulikraum 13 steht daher mit dem Differentialarbeitsraum 12 im Zylinder 6 oberhalb des Kolbens 8 in Verbindung. Der Kolben 8 ist mit einem Ventil 18 versehen, das eine Durchgangsbohrung 18 a innerhalb des Kolbens abschließt bzw. bei einem bestimmten Druck in Richtung auf den Arbeitsraum 11 diese Bohrung freigibt. Der äußere Zylinder 1 und der innere Zylinder 6 sind durch eine gemeinsame Deckplatte 14 abgeschlossen, in der die Kolbenstange 9 geführt und abgedichtet ist. Der Reserve-Hydraulikraum ist nach unten durch einen Ringkolben 15 und ein diesen von unten belastendes, elastisches Ringfilter 16 abgeschlossen, das die bei 17 eintretende Luft reinigt. Durch die Anpreßkraft des elastischen Ringfilters 16 an den Ringkolben 15 steht die Flüssigkeit im Reserve-Hydraulikraum 13 stets unter einem geringen Überdruck. In der Kolbenstange 9 ist eine Bohrung vorgesehen, über welche die Abfederungseinheit mit einer benachbarten Einheit verbunden und an eine Niveau-Ausgleichsanlage angeschlossen werden kann.Connecting channels 7 at the upper end of the cylinder 6 lead to a reserve hydraulic space 13, which is formed by the walls of the two cylinders 1 and 6 (Y. The reserve hydraulic space 13 is therefore with the differential working space 12 in the cylinder 6 above the piston 8 in The piston 8 is provided with a valve 18 which closes a through hole 18a inside the piston or, at a certain pressure, releases this hole in the direction of the working chamber 11. The outer cylinder 1 and the inner cylinder 6 are connected by a common cover plate 14 finished, in which the piston rod 9 is guided and sealed. the backup hydraulic chamber is at the bottom by an annular piston 15 and this closed from the bottom incriminating elastic ring filter 16 which cleans the incoming air at 17. by the contact force of the elastic Ring filter 16 on the ring piston 15 , the liquid in the reserve hydraulic chamber 13 is always under a slight overpressure . A bore is provided in the piston rod 9 , via which the cushioning unit can be connected to an adjacent unit and to a level compensation system.

Wenn auf die Abfederungseinheit ein plötzlicher Stoß einwirkt, wird dieser über den Kolben 8 auf die im Arbeitsraum 11 enthaltene Flüssigkeit übertragen. Von dort wird der Druck in bekannter Weise über die Düsen 5 gedrosselt in den Druckraum 3 übertragen und wirkt dort auf den durch die Membran 2 abgeschlossenen gasgefüllten Federungsraum.If a sudden shock acts on the cushioning unit, this is transmitted via the piston 8 to the liquid contained in the working chamber 11. From there, the pressure is throttled in a known manner via the nozzles 5 and transferred into the pressure chamber 3 , where it acts on the gas-filled suspension chamber closed by the membrane 2.

Normalerweise befindet sich in dem Reserve-Hydraulikraum 13 so viel Flüssigkeit bzw. öl, daß bei oben an der Deckplatte 14 affstehendemKolben 87 der elastische Ringfilter 16 auf eine Minimalhöhe zusammengepreßt ist. Es läßt sich nicht vermeiden, daß auf Grund der Abfederungshübe des Aggregates Lecköl aus dem Arbeitsraum 11 an den Wandungen des Kolbens 8 vorbei in den Differentialarbeitsraum 12 sowie in den Reserve-Hydraulikraum 13 gelangt. Hat sich nach einer gewissen Betriebsdauer der Flüssigkeitsinhalt in dem Reserve-Hydraulikraum 13 und dem Differential-Arbeitsraum 12 erhöht, so entsteht bei einer Entlastung des Kolbens 8 dort ein überdruck gegenüber dem Arbeitsraum 11. Dieser Überdruck öffnet das Ventil 18 und drückt die überschüssige Flüssigkeit in den Arbeitsraum 11 zurück.Normally there is so much liquid or oil in the reserve hydraulic space 13 that when the piston 87 is at the top of the cover plate 14, the elastic ring filter 16 is compressed to a minimum height. It cannot be avoided that, due to the cushioning strokes of the unit, leakage oil from the working chamber 11 passes the walls of the piston 8 into the differential working chamber 12 and into the reserve hydraulic chamber 13 . The piston 8 has increased after a certain period of operation of the liquid contents in the backup hydraulic chamber 13 and the differential working chamber 12, the result in a relief where an excess pressure with respect to the working chamber 11. This pressure opens the valve 18 and pushes the excess liquid in the work space 11 back.

Claims

Claims: 1. Telescopic hydropneumatic Abfcdc> -rung with hydraulic power transmission via at least one piston with a combined shock absorber effect for vehicles, in which a second cylinder is fixed in a first cylinder provided with a fastening eye, in which a piston moves outwards guided piston rod has a further fastening means, the hydraulic space on the differential side of the piston communicating with a reserve hydraulic space outside of this cylinder, characterized in that the hydraulic medium in the reserve hydraulic space (13) is loaded by an elastic component The annular piston (15) is under a slight overpressure and in the piston (8) there is a valve (18) which closes a connection opening (18a) between the working chamber (11) and the differential working chamber (12) and closes it in the direction of the differential working chamber (12).

2. Cushioning according to claim 1, characterized in that the elastic component is an annular filter (16) , the end faces of which bear against the end wall of the annular space (13) and on the side of the annular piston (15) facing away from the hydraulic medium. 3. Cushioning according to claim 1 and 2, characterized in that the outer cylinder (1) is provided with ventilation bores (17) in the region of the annular filter (16) in the immediate vicinity of the annular space end wall. 4. Cushioning according to claim 1 to 3, characterized in that the connection between the annular space (13) and the differential space (12) consists of throttle openings (7) in a manner known per se. 5. Combined with a hydraulic shock absorber air suspension, in particular according to claim 1 to 4, characterized in that the elastic, surrounded by hydraulic fluid membrane body (2) surrounding the suspension chamber filled with compressed gas is frustoconical by a shut-off and filling valve (2a) having plate (2b) is completed, at its center an upwardly oriented, guide tube (2 c) for a guide tappet (2 d) which the upper at its end a concave, at its outer edge (2g) rounded and with bores ( 2f) provided support plate (2e) for the free end of the frustoconical membrane body carries. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 043 102; French Patent No. 1090 008; USA. Patent No. 2 620 182. Contemplated prior patents: German patent no. 1,064,335..