DE1202656B

DE1202656B - Hydrodynamic pumping device for struts of motor vehicles

Info

Publication number: DE1202656B
Application number: DESCH33445A
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-06-24
Filing date: 1963-06-24
Publication date: 1965-10-07

Description

Hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Pumpeinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen, mit hydraulischer Kraftübertragung, Niveauregelung, Schwingungsdämpferwirkung und mit einem unter der Spannung einer Feder stehenden, in die hohle Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämpfers ragenden Pumpenkolben der Pumpeinrichtung.Hydrodynamic pumping device for suspension struts of motor vehicles The invention relates to a hydrodynamic pumping device for suspension struts of motor vehicles, with hydraulic power transmission, level control, vibration damping effect and with one under the tension of a spring into the hollow piston rod of the hydraulic vibration damper protruding pump piston of the pumping device.

Solche Federbeine, bei denen die verschiedenen Funktionen der Federung, der Schwingungsdämpfung und der Niveauregelung von einer baulichen Einheit ausgeübt werden, wobei die Niveauregelung ohne Fremdenergie nur durch Ausnützung der Energie der Radbewegungen zustandekommt, kennt man bereits in verschiedenen Ausführungsformen. Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Niveauregelung durch das Zusammenwirken einer Pumpeinrichtung und eines Abregelmechanismus erfolgt. In den meisten Fällen pumpt die Pumpeinrichtung aus einem Vorratsraum Flüssigkeit direkt in den Arbeitsraum oder den Federraum. Es ist aber auch eine hydropneumatische Abfederung bekanntgeworden, bei der über einen abgefederten Pumpenkolben Flüssigkeit zuerst in einen Speicherraum gepumpt wird, wobei der Druck im Speicherraum größer ist als der maximale Druck im Arbeitsraum bzw. Federraum. Bei dieser hydropneumatischen Abfederung wird beim Absinken des Fahrzeuges infolge Belastung oder bei einer bestimmten Neigung des Fahrzeuges eine Verbindung zwischen dem Arbeits- und dem Speicherraum hergestellt, wodurch das Fahrzeug in seine normale Lage gehoben bzw. die Neigung ausgeglichen wird.Such struts, in which the various functions of the suspension, vibration damping and level control exercised by one structural unit the level control without external energy only by utilizing the energy the wheel movements are already known in various embodiments. All of these embodiments have in common that the level control through the interaction a pumping device and a regulating mechanism takes place. In most cases the pumping device pumps liquid from a storage space directly into the working space or the spring room. But a hydropneumatic suspension has also become known, in the case of the liquid first in a storage space via a cushioned pump piston is pumped, the pressure in the storage space being greater than the maximum pressure in the work area or spring area. With this hydropneumatic suspension, the Lowering of the vehicle as a result of loading or with a certain inclination of the A connection is established between the working and storage space of the vehicle, whereby the vehicle is lifted into its normal position or the inclination is compensated will.

Die für die vorgenannten Fälle benutzten Pumpeinrichtungen haben den Nachteil, daß ihre Fördermenge von der Straßenbeschaffenheit abhängt. Das kann dazu führen, daß bei ungleicher Beschaffenheit der Fahrbahn beispielsweise die rechten Räder eines Fahrzeuges mit größeren Amplituden schwingen und daher viel mehr Flüssigkeit fördern als die linken Räder des Fahrzeuges. Ein weiterer Nachteil der bis jetzt bekanntgewordenen Pumpeinrichtungen ist der, daß sie die Fahrzeugfederung verhärten.The pumping devices used for the aforementioned cases have the Disadvantage that their delivery rate depends on the road conditions. That can be added lead that if the road surface is uneven, for example, the right Wheels of a vehicle vibrate with greater amplitudes and therefore much more fluid promote than the left wheels of the vehicle. Another downside until now pump devices that have become known are that they harden the vehicle suspension.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Pumpeinrichtung zu schaffen, deren Pumpwirkung unabhängig von der Straßenbeschaffenheit immer gleich ist und die nicht federverhärtend wirkt.The invention is based on the object of a hydropneumatic pump device to create, the pumping effect of which is always the same regardless of the road conditions and which does not have a spring hardening effect.

Zur Vermeidung der bei den bekannten hydropneumatischen Pumpeinrichtungen auftretenden Nachteile wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Pumpenkolben in seinem unteren Teil einen Außenflansch aufweist, dessen Außendurchmesser nur um weniges kleiner ist als der Außendurchmesser des Kolbens des hydraulischen Schwingungsdämpfers, und daß das untere Ende des Pumpenkolbens unterhalb des Außenflansches in einen durch ein Ventil einseitig verschlossenen Zylinder taucht.To avoid the known hydropneumatic pumping devices Occurring disadvantages is proposed according to the invention that the pump piston has an outer flange in its lower part, the outer diameter of which is only is slightly smaller than the outer diameter of the piston of the hydraulic vibration damper, and that the lower end of the pump piston below the outer flange in a submerged cylinder closed on one side by a valve.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß der Pumpenkolben eine Bohrung aufweist, deren Durchmesser sich nach oben zu verkleinert, und daß die Bohrung eine Verbindung zwischen dem einseitig verschlossenen Zylinder und der Innenbohrung der Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämpfers herstellt.Another feature of the invention is that the pump piston has a bore, the diameter of which decreases towards the top, and that the bore a connection between the cylinder closed on one side and the Manufactures inner bore of the piston rod of the hydraulic vibration damper.

In der Zeichnung sind zwei verschiedene beispielsweise Ausführungsformen von Federbeinen mit der erfindungsgemäßen hydrodynamischen Pumpeinrichtung dargestellt.In the drawing are two different exemplary embodiments represented by struts with the hydrodynamic pumping device according to the invention.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Federbein, das als hydraulisch beaufschlagtes federndes Mittel einen Metallbalg hat, dessen Federarbeit durch die elastische Verformung des Werkstoffes zustandekommt.F i g. 1 shows a longitudinal section through a strut that is designed as hydraulic acted upon resilient means has a metal bellows whose spring work by the elastic deformation of the material occurs.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Federbein, das als hydraulisch beaufschlagtes federndes Mittel eine Gasfeder hat.F i g. 2 shows a longitudinal section through a strut that is designed as hydraulic acted upon resilient means has a gas spring.

In beiden Fällen handelt es sich um eine Kombination eines hydraulischen Schwingungsdämpfers mit einem hydraulisch beaufschlagten federnden Mittel. Den beiden Ausführungsformen ist auch gemeinsam, daß das Gehäuse des hydraulischen Schwingungsdämpfers über das Auge 26 mit der Radaufhängung verbunden ist, während die Kolbenstange über das Auge 1 mit dem Wagenkasten verbunden ist.In both cases it is a combination of a hydraulic one Vibration damper with a hydraulically acted upon resilient means. The two Embodiments also have in common that the housing of the hydraulic vibration damper is connected to the wheel suspension via the eye 26, while the piston rod is connected via the eye 1 is connected to the car body.

Beim Einfedern der Räder bis zu ihrem oberen Anschlag wird die Kolbenstange 6, die in normal belasteter Stellung gezeichnet ist, um den Betrag B nach unten gedrückt, während sie beim Ausfedern der Räder bis zu ihrem unteren Anschlag um den Betrag A nach oben geht. Der mit Drosselbohrungen 16 versehene Kolben 15, der diese Bewegung mitmacht, erzeugt während der Bewegung einen überdruck in der Flüssigkeit des hydraulischen Schwingungsdämpfers, welcher den von der Feder 20 belasteten Pumpenkolben 14 über dessen Außenflansch 19 nach unten drückt. Der Pumpenkolben 14 muß auf seinem Wege E nach unten nicht nur die Kraft der Feder 20 überwinden, sondern- auch Pumparbeit leisten. Der vom Kolben 15 erzeugte Druck auf den Außenflansch 19 ist nur ein Teil der auf den Pumpenkolben 14 wirkenden Kraft. In der Bohrung 10 der Kolbenstange 6 steigt während dem Einfedern der Räder (B) der Druck der Flüssigkeit, welche das federnde Mittel 2 beaufschlagt, stark an, und dieser Druck hilft über die Stirnfläche 11 den Pumpenkolben 14 nach unten zu drücken. Ein Teil der Flüssigkeit, die sich in der Bohrung 17 des Pumpenkolbens 14 und im Zylinder 21 befindet, wird während der Bewegung, die der Pumpenkolben 14 nach unten (E) vollführt, durch den kleinen Drosselquerschnitt 12 in die Bohrung 10 der Kolbenstange 6 gedrückt.When the wheels are compressed to their upper stop, the piston rod 6, which is shown in the normally loaded position, is pressed down by the amount B, while it goes up by the amount A when the wheels rebound to their lower stop. The piston 15 provided with throttle bores 16, which takes part in this movement, generates an overpressure in the fluid of the hydraulic vibration damper during the movement, which presses the pump piston 14 loaded by the spring 20 downwards via its outer flange 19. The pump piston 14 must not only overcome the force of the spring 20 on its way E down, but also perform pumping work. The pressure generated by the piston 15 on the outer flange 19 is only part of the force acting on the pump piston 14. In the bore 10 of the piston rod 6, the pressure of the liquid which acts on the resilient means 2 rises sharply during the compression of the wheels (B), and this pressure helps to push the pump piston 14 downwards via the end face 11. A part of the liquid that is located in the bore 17 of the pump piston 14 and in the cylinder 21 is pressed through the small throttle cross section 12 into the bore 10 of the piston rod 6 during the downward movement of the pump piston 14 (E).

Da keine Fahrbahn absolut eben ist, schwingt die Kolbenstange 6 dauernd mit der Frequenz entweder des Rades oder des Wagenkastens auf und ab. Dadurch wird über die vorerwähnte Pumpwirkung des Pumpenkolbens 14 die Kolbenstange 6 immer höher gepumpt, bis die Bohrung 13 in der Kolbenstange 6 über die Stirnfläche 11 des Pumpenkolbens 14 gelangt. Jetzt kann die in der Bohrung 10 unter Überdruck stehende Flüssigkeit über die Bohrung 13 in das Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers ausfließen. Während des Ausfließens der Flüssigkeit über die Bohrung 13 senkt sich die Kolbenstange 6, wodurch die Bohrung 13 wieder verschlossen wird. Durch dieses an sich bekannte Zusammenspiel von Hochpumpen und Ausfließen wird die Niveauregelung bewerkstelligt.Since no roadway is absolutely flat, the piston rod 6 swings continuously up and down with the frequency of either the wheel or the car body. As a result, the above-mentioned pumping action of the pump piston 14 pumps the piston rod 6 higher and higher until the bore 13 in the piston rod 6 passes over the end face 11 of the pump piston 14. The fluid under excess pressure in the bore 10 can now flow out through the bore 13 into the housing 9 of the hydraulic vibration damper. As the liquid flows out through the bore 13 , the piston rod 6 lowers, whereby the bore 13 is closed again. The level control is accomplished through this interplay of pumping up and outflow, which is known per se.

Der Zylinder 21 ist durch ein Ventil 23 einseitig verschlossen. Da beim Ausfedern der Räder die Kolbenstange 6 nach oben geht (A), und da dabei der Druck in der Bohrung 10 der Kolbenstange 6 stark absinkt, ist es dem Pumpenkolben 14 möglich, über das Ventil 23 den größten Teil des Volumens aus dem Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers anzusaugen, den er beim Einfedern der Räder (B) in die Bohrung 10 gepreßt hat. Diese hydrodynamisch wirkende Pumpeinrichtung kann nur dann funktionieren, wenn sich die Bohrung 17 nach oben hin so stark verjüngt, daß sie schließlich zum Drosselquerschnitt 12 wird, wie es auch notwendig ist, daß der Durchmesser der Bohrung 10 größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders 21.The cylinder 21 is closed on one side by a valve 23. Since the piston rod 6 goes up when the wheels rebound (A), and since the pressure in the bore 10 of the piston rod 6 drops sharply, the pump piston 14 is able to use the valve 23 to remove most of the volume from the housing 9 of the hydraulic vibration damper which it pressed into the bore 10 when the wheels (B) were compressed. This hydrodynamically acting pumping device can only function if the bore 17 tapers so strongly towards the top that it finally becomes the throttle cross section 12, as it is also necessary that the diameter of the bore 10 is larger than the inner diameter of the cylinder 21.

Zur Herabminderung des Druckes der das federnde Mittel 2 beaufschlagenden Flüssigkeit ist eine Zusatzfeder 4 vorgesehen, über die sich das federnde Mittel 2 am Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers mit einem Teil der gesamten Federkraft, der vorzugsweise zwischen 40 und 60 °%o liegt, abstützt.To reduce the pressure of the resilient means 2 acting on it Liquid an additional spring 4 is provided over which the resilient means 2 on the housing 9 of the hydraulic vibration damper with part of the total Spring force, which is preferably between 40 and 60 °% o, is supported.

Die beim Eintauchen der Kolbenstange 6 im Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers verdrängte Flüssigkeit schiebt auf ihrem Wege B den Kolben 24 in bekannter Weise gegen den- Druck eines Gaspolsters 25 um den Betrag D nach unten. Legt die Kolbenstange 6 den Weg A nach oben zurück, dann wird der Kolben 24 vom Gaspolster 25 um den Betrag C ebenfalls nach oben gedrückt. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 9 des hydraulischen Schwingungsdämpfers und dem den Kolben 24 belzerbergenden Ausgleichsraum erfolgt über die Bohrungen 22: Der Weg des Außenflansches 19 wird nach oben durch den Anschlag 18 und nach unten durch den Zylinder 21 auf das Maß E begrenzt. Da das Maß E kleiner ist als die Amplitude, mit der die Räder eines Fahrzeuges auch auf einer guten Straße mit der Frequenz ihrer Eigenschwingungen ständig auf- und abschwingen, wird erreicht, daß die Pumpeinrichtungen aller Federbeine ungeachtet der Straßenbeschaffenheit gleichviel fördern.When the piston rod 6 is immersed in the housing 9 of the hydraulic The liquid displaced by the vibration damper pushes the piston 24 on its way B in a known manner against the pressure of a gas cushion 25 by the amount D downwards. If the piston rod 6 covers the distance A upwards, then the piston 24 is from Gas cushion 25 is also pressed upwards by the amount C. The connection between the housing 9 of the hydraulic vibration damper and the piston 24 belzerberenden Compensation space takes place via the bores 22: The path of the outer flange 19 is up through the stop 18 and down through the cylinder 21 to the extent E limited. Since the dimension E is smaller than the amplitude with which the wheels of a Vehicle on a good road with the frequency of its natural vibrations constantly swinging up and down, it is achieved that the pumping devices of all struts Promote the same amount regardless of the road conditions.

5 ist eine Gummihohlfeder und 7 ein Rohr zum Schutz gegen Verschmutzung der Kolbenstange 6,- 8 ist eine Dichtung zur Abdichtung der Kolbenstange 6.5 is a hollow rubber spring and 7 is a tube to protect the piston rod 6 from contamination; 8 is a seal for sealing the piston rod 6.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 2, bei der das federnde Mittel 3 als Gasfeder ausgebildet ist, ist im Grunde die gleiche. 28 ist der Ausgleichsraum, der das von der Kolbenstange beim Eintauchen verdrängte Flüssigkeitsvolumen aufnimmt. Die Verbindung von diesem Ausgleichsraum zu dem durch ein Ventil einseitig verschlossenen Zylinder erfolgt über die Bohrung 27, während die Verbindung zwischen dem Ausgleichsraum und dem Gehäuse des hydraulischen Schwingungsdämpfers über die Bohrung 29 erfolgt.The mode of operation of the embodiment according to FIG. 2, where the resilient Means 3 is designed as a gas spring is basically the same. 28 is the compensation room, which absorbs the volume of liquid displaced by the piston rod during immersion. The connection from this compensation space to the one closed on one side by a valve Cylinder takes place via the bore 27, while the connection between the compensation chamber and the housing of the hydraulic vibration damper via the bore 29.

Claims

Claims: 1. Hydrodynamic pumping device for suspension struts of motor vehicles, with hydraulic power transmission, level control, vibration damping effect and with one under the tension of a spring into the hollow piston rod the pump piston of the pumping device protruding from the hydraulic vibration damper, characterized in that the pump piston (14) has an outer flange in its lower part (19), the outer diameter of which is only slightly smaller than the outer diameter of the piston (15) of the hydraulic vibration damper, and that the lower end of the pump piston below the outer flange (19) into one through a valve (23) cylinder (21) closed on one side is immersed.

2. Hydrodynamic pumping device for suspension struts according to claim 1, characterized in that the pump piston (14) has a bore (17), the diameter of which decreases towards the top, and that the bore (17) is a connection between the cylinder (21) and the inner bore (10) of the piston rod (6) of the hydraulic vibration damper.