DE1260997B - Hydropneumatische Federung mit Niveauregelung fuer Fahrzeuge, insbesondere fuer Nutzkraftfahrzeuge - Google Patents

Hydropneumatische Federung mit Niveauregelung fuer Fahrzeuge, insbesondere fuer Nutzkraftfahrzeuge

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DE1260997B DED48896A DED0048896A DE1260997B DE 1260997 B DE1260997 B DE 1260997B DE D48896 A DED48896 A DE D48896A DE D0048896 A DED0048896 A DE D0048896A DE 1260997 B DE1260997 B DE 1260997B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
B60g
Deutsche Kl.: 63 c - 41
Nummer: 1 260 997
Aktenzeichen: D 4889611/63 c
Anmeldetag: 11. Dezember 1965
Auslegetag: 8. Februar 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge, bei der ein in einem Zylinder gleitender Arbeitskolben mit dem Ölteil eines Arbeitsluftraumes in Verbindung steht, dessen Luftteil seinerseits mit dem Luftteil eines Reserveluftraumes durch eine enge Öffnung verbunden ist, und bei der bei Be- oder Entladung des Fahrzeuges öl in den Ölteil des Reserveluftraumes gepumpt oder daraus abgelassen und dadurch Luft aus dem Reserveluftraum in den Arbeitsluftraum gedrückt wird oder umgekehrt, bis eine vorgegebene Höhe des Fahrzeugauf baus erreicht ist.
Bei Nutzkraftfahrzeugen treten in Abhängigkeit von der Beladung große Änderungen der Belastung der Federn auf. Eine hydropneumatische Federung üblicher Bauart würde deshalb bei beladenem Fahrzeug viel härter ansprechen als bei leerem Fahrzeug.
Voraussetzung für eine konstante Eigenfrequenz der Federung ist ein konstantes Luftfedervolumen. Um eine konstante Eigenfrequenz auch bei hydropneumatischen Federungen zu erreichen, ist es bekannt, zusätzlich zum Arbeitsluftraum einen Reserveluftraum vorzusehen, der mit dem Arbeitsluftraum durch eine enge Öffnung verbunden ist, so daß bei höherfrequenten Druckänderungen kein Luftwechsel zwischen beiden stattfindet.
Bei Änderungen der Beladung wird über ein Höheneinstellventil, das in Abhängigkeit vom Abstand zweier Punkte am Fahrgestell und am Aufbau zueinander gesteuert wird, Öl aus dem Reserveluftraum abgelassen oder über eine Pumpe in den Reserveluftraum gefördert, bis die vorgegebene Höhe des Aufbaues wieder erreicht ist.
Es ist jedoch nicht zu vermeiden, daß am Arbeitskolben der Federung Ölverluste entstehen. Dadurch wird der Luftfederraum größer und die Federung entsprechend weicher.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Federung zu schaffen, bei der der Ölverlust am Arbeitskolben selbsttätig ausgeglichen und die Eigenfrequenz der Federung konstant gehalten wird.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer hydropneumatischen Federung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß Ölverluste im Zylinder des Arbeitskolbens dadurch ausgeglichen werden, daß bei unbeladenem Fahrzeug in Abhängigkeit vom Volumen der dann im Reserveluftraum vorhandenen Luft eine Verbindung zwischen einer Ölpumpe und dem Zylinder des Arbeitskolbens hergestellt bzw. unterbrochen wird.
Hydropneumatische Federung mit
Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere für
Nutzkraftfahrzeuge
Anmelder:
Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
7000 Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Paul Strifler, 7311 Dettingen
Zwei Ausführungsbeispiele einer hydropneumatischen Federung gemäß vorliegender Erfindung sollen im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden.
F i g. 1 und 2 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Federung im Schnitt.
Der Arbeitsluftraum 1 und der Reserveluftraum 2 der Federung nach Fig. 1 sind durch eine Öffnung 3 miteinander verbunden. Der Zylinder 4, in dem der Arbeitskolben 5 angeordnet ist, steht über eine Rohrleitung 6 mit dem verengten Teil 7 α einer Druckkammer 7 in Verbindung, in der ein Steuerkolben 8, der an seiner Unterseite einen Schieber 9 aufweist, verschiebbar angeordnet ist. Der Schieber 9 ist über eine an seiner Unterseite befestigte Zugfeder 10 mit der Stange 11 α eines Regeltellers 11 verbunden, der unter der Einwirkung einer Druckfeder 12 steht. Der Regelteller 11 stützt sich auf eine Membran 13 ab, die öl- und Luftteil 2 α und 2 b des Reserveluftraumes 2 voneinander trennt. Der Arbeitsluftraum 1 weist zur Unterteilung in Öl- und Luftteil 1 α und 1 b eine entsprechende Membran 14 auf. Eine vom Ölbehälter 15 kommende Rohrleitung 16, in die eine ölpumpe 17 und ein Höheneinstellventil 18 eingebaut sind, mündet einerseits in den Ölraum 2 α des Reserveluftraumes 2 und andererseits unterhalb des Steuerkolbens 8 in den erweiterten Teil 7 b der Druckkammer 7, so daß der Steuerkolben 8 an seiner Unterseite von dem im ölteil 2 α des Reserveluftraumes 2 herrschenden, niveauabhängigen Öldruck beaufschlagt wird.
Eine zwischen ölpumpe 17 und Höheneinstellventil 18 von der Rohrleitung 16 abzweigende Rohrleitung 19 mündet wie die Rohrleitung 6 in den verengten Teil 7 α der Druckkammer 7, und zwar so, daß durch eine Aussparung 20 im Schieber 9 bei einer bestimmten Höhenlage des Steuerkolbens 8 mit
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dem daran befestigten Schieber 9 die Rohrleitungen 6 und 19 miteinander verbunden sind.
Mit 21 und 22 sind Entlüftungsbohrungen in der Druckkammer 7 bezeichnet.
Die vom Höheneinstellventil direkt zum Ölbehälter 15 führende Rohrleitung 23 dient zum Ablassen von Öl aus dem Ölteil 2 α des Reserveluftraumes 2.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung soll im folgenden näher beschrieben werden:
Die untere Fläche des Steuerkolbens 8 und die Charakteristik der Zugfeder 10 müssen so aufeinander abgestimmt werden, daß bei unbeladenem Fahrzeug, eine Ifonstante Ölmenge im Zylinder 4 und im Ölteil 1 α des Arbeitsluftraumes 1 vorausgesetzt, die vom Öl auf die Unterseite des Steuerkolbens 8 ausgeübte Kraft etwas größer ist als die Kraft der Zugfeder 10. Bei größeren Ölverlusten am Arbeitskolben 5 sinkt der Regelteller 11 bei unbeladenem Fahrzeug tiefer, die Spannung der Zugfeder 10 und damit die von ihr auf den Steuerkolben 8 ausgeübte Kraft wird größer, bis der Steuerkolben 8 mit dem Schieber 9 in die in der Zeichnunng mit unterbrochenen Linien dargestellte Lage nach unten gezogen wird. Durch die Aussparung 20 im Schieber 9 ist jetzt die Verbindung zwischen den Rohrleitungen 6 und 19 freigegeben, und von der Pumpe 17 wird so lange Öl in den Zylinder 4 und damit in den Ölteil
I α des Arbeitsluftraumes 1 gepumpt, wobei gleichzeitig durch Ansprechen des Höheneinstellventils 18 Öl aus dem Ölteil 2 α des Reserveluftraumes 2 abfließt, bis der Regelteller 11 von der Membran 13 wieder in seine alte Lage hochgedrückt wird und damit auch der Steuerkolben 8 nach oben gleitet, so daß der Schieber 9 die Verbindung der Rohrleitungen 6 und 19 wieder unterbricht. Bei beladenem Fahrzeug ist die vom niveauabhängigen Öldruck auf den Steuerkolben 8 ausgeübte Kraft immer größer als die Kraft der Zugfeder 10.
Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung, bei der eine Auffüllung von Leckölverlusten im Zylinder 4 des Arbeitskolbens 5 ebenfalls bei unbeladenem Fahrzeug möglich ist, wenn der Regelteller 11 bei unbeladenem Fahrzeug nicht in seine mit unterbrochenen Linien angedeutete Normallage zurückgeht.
Ein in einer Druckkammer 24 angeordneter Steuerschieber 25 wird auf einer Stirnseite von dem im Ölteil 2 α des Reserveluftraumes 2 herrschenden niveauabhängigen Öldruck beaufschlagt. An der gleichen Stirnseite ist eine Stange 26 angebracht, die aus der Druckkammer 24 herausgeführt ist. An ihrer der Durchführungsöffnung der Stange 26 gegenüberliegenden Seite weist die Druckkammer 24 eine Entlüftungsbohrung 36 auf. Auf die Stange 26 und damit auf den Steuerschieber 25 wirkt eine Zugfeder 27, die an einem Ende bei 28 ortsfest und an ihrem anderen Ende bei 29 an der Stange 26 befestigt ist.
An der Stange 26 ist weiter ein Anker 30 angebracht, der innerhalb einer Spule 31 eines Elektromagneten verschiebbar angeordnet ist.
Der Stromfluß in der Spule 31 wird ausgelöst durch eine an der Stange 11 α des Regeltellers 11 befestigte Kontaktplatte 32, die, wenn der Regelteller
II in seine mit unterbrochenen Linien angedeutete Normallage bei unbeladenem Fahrzeug zurückgeht, die Kontakte 33 und 34 miteinander verbindet. Von dem magnetischen Feld der Spule 31 wird dann auf den Anker 30 eine Kraft ausgeübt, die entgegengesetzt der Kraft der Zugfeder 27 gerichtet ist und die zusammen mit dem auf den Steuerschieber 25 wirkenden niveauabhängigen Öldruck diesen in seiner untersten Lage hält, in der die von der Ölpumpe 17 kommende Rohrleitung 19 durch den Steuerschieber verschlossen wird.
Die Zugfeder 27 soll dabei so ausgelegt sein, daß die von ihr auf den Steuerschieber 25 ausgeübte Kraft größer ist als der niveauabhängige Öldruck bei unbeladenem Fahrzeug.
Wenn nun bei entladenem Fahrzeug der Regelteller 11 in der in der Zeichnung dargestellten Lage stehenbleibt, sind die Kontakte 33 und 34 nicht verbunden, so daß auf den Schieber 25 nur die Kraft der Zugfeder 27 und der niveauabhängige Öldruck wirken.
Da hierbei die Kraft der Zugfeder überwiegt, wird der Steuerschieber 25 nach oben in die in der Zeichnung dargestellte Lage gezogen, und durch seine Aussparung 35 werden die in die Druckkammer 24 mündenden Rohrleitungen 6 und 19 so lange miteinander verbunden, bis der Regelteller 11 in seine mit unterbrochenen Linien angedeutete Normallage bei unbeladenem Fahrzeug zurückkehrt.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Hydropneumatische Federung mit Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge, bei der ein in einem Zylinder gleitender Arbeitskolben mit dem Ölteil eines Arbeitsluftraumes in Verbindung steht, dessen Luftteil seinerseits mit dem Luftteil eines Reserveluftraumes durch eine enge Öffnung verbunden ist, und bei der bei Be- oder Entladung des Fahrzeuges Öl in den Ölteil des Reserveluftraumes gepumpt oder daraus abgelassen und dadurch Luft aus dem Reserveluftraum in den Arbeitsluftraum gedrückt wird, oder umgekehrt, bis eine vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaus erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß Ölverluste im Zylinder (4) des Arbeitskolbens (5) dadurch ausgeglichen werden, daß bei unbeladenem Fahrzeug in Abhängigkeit vom Volumen der dann im Luftteil (2 b) des Reserveluftraumes (2) vorhandenen Luft eine Verbindung zwischen einer Ölpumpe (17) und dem Zylinder (4) des Arbeitskolbens (5) hergestellt bzw. unterbrochen wird.
2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Membran (13) zwischen dem Ölteil (2 ä) und dem Luftteil (2 b) des Reserveluftraumes (2) ein federbelasteter Regelteller (11) aufliegt, der über eine Zugfeder (10) mit einem Steuerkolben (8) verbunden ist, der an seiner Unterseite einen Schieber (9) aufweist und der so in einer Druckkammer (7) verschiebbar angeordnet ist, daß auf die Unterseite des Steuerkolbens (8) der im Ölraum (2 ä) des Reserveluftraumes (2) herrschende, niveauabhängige Öldruck entgegen der Federkraft der Zugfeder (10) wirkt, wobei die Zugfeder (10) so ausgelegt ist, daß sie nur bei unbeladenem Fahrzeug und bei einem Absinken des Regeltellers (11) eine größere Kraft auf den Steuerkolben (8) ausübt als der niveauabhängige Öldruck, so daß der Schieber (9) nach unten gezogen wird, wobei durch eine Aussparung (20)
im Schieber (9) die Verbindung einer von der Ölpumpe (17) kommenden Rohrleitung (19) mit einer zum Zylinder (4) des Arbeitskolbens (5) führenden Rohrleitung (6) hergestellt wird.
3. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf einer Membran (13) des Reserveluftraumes (2) aufliegender Regelteller (11) nur in seiner Normallage bei unbeladenem Fahrzeug den Stromkreis einer Spule (31) eines, Elektromagneten schließt, dessen Anker (30) mit einem Steuerschieber (25) verbunden ist, der so in einer Druckkammer (24) verschiebbar angeordnet ist, daß auf eine Stirnseite in gleicher Richtung wie die Kraft des Elektromagneten, aber in entgegengesetzter Richtung wie die Kraft einer Zugfeder (27) der im Ölraum (2 a) des Reserveluftraumes (2) herrschende, niveauabhängige Öldruck wirkt, wobei die Zugfeder (27) so ausgelegt ist, daß sie nur bei unbeladenem Fahrzeug eine größere Kraft auf den Steuerschieber (25) ausübt als der niveauabhängige Öldruck, so daß sie nur dann bei Ausfall der Kraft des Elektromagneten den Steuerschieber (25) in eine Stellung bewegt, in der eine Aussparung (35) am Steuerschieber (25) die Verbindung einer von der Ölpumpe (17) kommenden Rohrleitung (19) mit einer zum Zylinder (4) des Arbeitskolbens (5) führenden Rohrleitung (6) herstellt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1183 383,
386;
französische Patentschriften Nr. 1 419 301,
152 495;
USA.-Patentschrift Nr. 2 620 182.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 507/393 1. 68 © Bundesdruckerei Berlin
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