DE1277040B - Hydropneumatische Federung mit Niveauregelung fuer Fahrzeuge, insbesondere fuer Nutzkraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 60 g

Deutsche Kl.: 63 c - 41

Nummer: 1277 040

Aktenzeichen: P 12 77 040.0-21 (D 49505)

Anmeldetag: 4. März 1966

Auslegetag: 5. September 1968

Die Erfindung betrifft 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 Fahrzeugs Öl in den Ölteil des Reserveluftraumes gepumpt oder daraus abgelassen und dadurch Luft ίο aus dem Reserveluftraum in den Arbeitsluftraum gedrückt wird oder umgekehrt, bis eine vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaus erreicht ist, wobei Ölverluste im Zylinder des Arbeitskolbens dadurch ausgeglichen werden, daß bei unbeladenem Fahrzeug in Abhängigkeit vom Volumen der dann im Luftteil des Reserveluftraumes vorhandenen Luft eine Verbindung zwischen einer Ölpumpe und dem Zylinder des Arbeitskolbens hergestellt bzw. unterbrochen wird.

Bei Nutzkraftfahrzeugen treten in Abhängigkeit von der Beladung große Änderungen der Belastung der Federn auf. Eine hydropneumatische Federung üblicher Bauart mit konstantem Federluftgewicht würde deshalb bei beladenem Fahrzeug viel härter ansprechen als bei leerem Fahrzeug.

Es sind deshalb bereits zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um die Federhärte derartiger Federungen zu beeinflussen, um das für eine konstante Eigenfrequenz der Federung erforderliche konstante Federluftvolumen sicherzustellen und um für alle Beladungszustände die Höhe des Fahrzeugaufbaues gegenüber den Achsen konstant zu halten.

So ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 158 386 eine Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge, bekanntgeworden, bei der die Federhärte durch Einfüllen von Flüssigkeit in einen Zusatzluftbehälter veränderbar und die für die Federhärte ausschlaggebende, ständig im Umlauf befindliche Flüssigkeitsmenge entweder willkürlich vom Fahrer oder selbsttätig in Abhängigkeit von bestimmten Fahrzuständen regelbar ist.

Aus der französischen Patentschrift 1 152 495 ist eine hydropneumatische Federung bekannt, bei der in Abhängigkeit von der Höhenlage des Fahrzeugaufbaues gegenüber den Achsen Druckflüssigkeit in einen innerhalb eines mit einem Luftfederbalg in Verbindung stehenden Luftraumes angeordneten, dehnbaren Druckflüssigkeitsbehälter gepumpt oder aus diesem abgelassen werden kann.

Der deutschen Auslegeschrift 1183 383 ist eine hydropneumatische Fahrzeugfederung als bekannt zu entnehmen, bei der der Abstand zwischen den Hydropneumatische Federung mit
Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzkraftfahrzeuge

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,

7000 Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Alfred H. Müller-Berner,

7050 Waiblingen

Rädern bzw. einer Achse und dem Rahmen eines Fahrzeugs für jeden Belastungszustand konstant gehalten wird. Dazu sind neben dem normalen Gasraum, auf den über eine Membran der von der Belastung des Fahrzeugs abhängige Flüssigkeitsdruck des Federungssystems einwirkt, noch ein weiterer Gasraum und ein diesem zugeordneter Flüssigkeitsraum vorgesehen, wobei beide Gasräume miteinander in Verbindung gebracht werden können und wobei in Abhängigkeit von der Belastung des Fahrzeugs Druckflüssigkeit in den zusätzlichen Flüssigkeitsraum gefördert oder aus diesem abgelassen wird, wodurch bei stärkerer Beladung des Fahrzeugs und dadurch bedingtem Absinken des Fahrzeugaufbaues Gas aus dem zusätzlichen Gasraum in den eigentlichen, der Federung dienenden Gasraum gedrückt und dadurch der Abstand zwischen Achse und Aufbau vergrößert werden kann.

Durch die USA.-Patentschrift 2 620 182 ist eine hydropneumatische Federung für Fahrzeuge bekanntgeworden, die zwei in voneinander getrennten Flüssigkeitsräumen angeordnete, in ihrem Volumen veränderliche Luftkammern aufweist, die durch eine enge Öffnung miteinander verbunden sind. Einer dieser Flüssigkeitsräume ist dabei mit einem Zylinderraum verbunden, in dem ein mit einer Kolbenstange versehener Kolben verschiebbar angeordnet ist, über den die Federungsbewegungen auf die Druckflüssigkeit und damit auf das in den Luftkammern enthaltene, kompressible Medium übertragen werden. Um bei allen Beladungszuständen eine vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaus und ein konstantes Federungsverhalten einhalten zu können, kann in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens bzw. der Kolbenstange Druckflüssigkeit in den nicht mit dem

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Zylinderraum verbundenen Flüssigkeitsraum geför- genden an Hand der Zeichnung näher erläutert dert bzw. aus diesem abgelassen werden. Weiterhin werden.

ist die Möglichkeit vorgesehen, die mit einem korn- Die Zeichnung zeigt die schematische Darstellung

pressiblen Medium, wie z. B. Luft, gefüllten, in ihrem einer erfindungsgemäßen Federung im Schnitt. Volumen veränderlichen Luftkammern mit einer 5 Ein Arbeitsluftraum 1 und ein Zusatzluftraum 2 Druckquelle zu verbinden, um z. B. einen eventuellen sind durch Membranen 3 bzw. 4 in je einen Luftteil Verlust, wie er durch einen Durchtritt von Luft durch 1 α bzw. 2 α und einen Ölteil 1 b bzw. 2 b unterteilt, die Wände der Kammern entstehen kann, auszu- Die Luftteile 1 α und 2 α sind durch eine enge Öffgleichen. nung 5 miteinander verbunden. Ein Arbeitskolben 6

Eine gleichzeitig die Höhe des Fahrzeugaufbaus io der Federung ist in einem Zylinder 7 angeordnet, der gegenüber den Achsen regelnde bekannte hydropneu- über ein Dämpfungsglied 8 mit dem Ölteil 1 b des matische Federung ist schließlich auch noch der Arbeitsluftraumes 1 in Verbindung steht. Das für das französischen Patentschrift 1419 301 zu entnehmen. gesamte Federungssystem erforderliche Öl wird von Es ist jedoch nicht zu vermeiden, daß am Arbeits- einer Ölpumpe 9 aus einem Ölbehälter 10 über eine kolben derartiger Federungen Ölverluste auftreten, 15 Rohrleitung 11 zum Höheneinstellventil 12 gefördert, wodurch der Gasfederraum größer und die Federung das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als entsprechend weicher wird. Drehschieber ausgebildet ist. Mit 13 und 14 sind

Nach einem nicht vorveröffentlichten älteren Vor- Rücklaufleitungen vom Höheneinstellventil 12 zum schlag (deutsche Auslegeschrift 1260 997) sollen Ölbehälter 10 bezeichnet.

diese Ölverluste dadurch ausgeglichen werden, daß 20 Eine vom Höheneinstellventil 12 kommende Rohrbei unbeladenem Fahrzeug in Abhängigkeit vom leitung 15 mündet in eine Druckkammer 16, in der Volumen der dann im Luftteil eines Reserveluft- ein Steuerschieber 17 angeordnet ist, der zwei Einraumes vorhandenen Luft eine Verbindung zwischen drehungen 17 α und 17 b aufweist. Der Steuerschieber einer Ölpumpe und dem Zylinder des Arbeitskolbens 17 steht auf einer Seite unter der Einwirkung einer hergestellt bzw. unterbrochen wird. 35 Druckfeder 18 und auf der anderen Seite unter der

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- Einwirkung des im Ölteil 1 b des Arbeitsluftraumes 1 gründe, aufbauend auf diesem Vorschlag eine beson- herrschenden Öldruckes, der über eine Rohrleitung ders einfach aufgebaute, funktionssichere hydropneu- 19 übertragen wird. In die Rohrleitung 19 ist eine matische Federung mit Leckölausgleich zu schaffen. Drossel 20 eingebaut, die die Übertragung von Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei unbe- 30 höherfrequenten Druckänderungen verhindert. Mit ladenem Fahrzeug der Ölteil des Reserveluftraumes 21 ist eine Entlüftungsöffnung in der Druckkammer entleert und dem mit dem Zylinder des Arbeits- 16 bezeichnet. Von der Druckkammer 16 geht außerkolbens in Verbindung stehenden Ölteil des Arbeits- dem eine zum Ölteil 2 b des Reserveluftraumes 2 fühluftraumes durch die Ölpumpe so lange Öl zugeführt rende Rohrleitung 22 sowie eine zum Ölbehälter 10 wird, bis die vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaues 35 führende Rücklaufleitung 23 ab. wieder erreicht und damit der Ölverlust im Zylinder Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Andes Arbeitskolbens ausgeglichen ist. Ordnung soll im folgenden näher beschrieben werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Die unter der Einwirkung des lastabhängigen Öl-

zeichnet sich dadurch aus, daß bei unbeladenem druckes stehende Oberfläche des Steuerschiebers 17 Fahrzeug ein in einer Druckkammer angeordneter 40 und die Charakteristik der Druckfeder 18 sind so Steuerschieber durch die Kraft einer Druckfeder aufeinander abgestimmt, daß bei beladenem Fahrgegen den dann im Ölteil des Arbeitsluftraumes herr- zeug der Steuerschieber 17 die in der Zeichnung darschenden geringeren Öldruck aus seiner Normal- gestellte Stellung einnimmt, d. h., die vom Höhenstellung bewegt wird und einmal die Verbindung der einstellventil 12 kommende Rohrleitung 15 und die vom ölteil des Reserveluftraumes kommenden Rohr- 45 zum ölteil 2 b des Reserveluftraumes 2 führende leitung mit einer zum Ölbehälter führenden Rück- Rohrleitung 22 sind über die Eindrehung 17 a des laufleitung und außerdem die Verbindung einer vom Steuerschiebers 17 verbunden, so daß über das Höheneinstellventil kommenden Rohrleitung mit Höheneinstellventil 12 die Höhenregelung des Fahreiner zum Ölteil des Arbeitsluftraumes führenden zeugaufbaues erfolgen kann. Die Verstellung des Rohrleitung herstellt, so daß bei einem Ansprechen 50 Höheneinstellventils 12 erfolgt dabei in an sich bedes Höheneinstellventils von der Ölpumpe so lange kannter Weise in Abhängigkeit vom Abstand zwi-Öl in den Ölteil des Arbeitsluftraumes gefördert wird, sehen Achse und Aufbau.

bis bei Erreichen der vorgegebenen Höhe des Fahr- Wenn der Druck im Ölteil 1 b des Arbeitsluft-

zeugaufbaus das Höheneinstellventil die Verbindung raumes 1 auf einen bestimmten festgelegten Wert wieder unterbricht. 55 abgesunken ist, der nur wenig über dem Wert liegt,

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Charakteri- der sich bei entladenem Fahrzeug ergibt, wird der stik der Druckfeder und der Querschnitt der von dem Steuerschieber 17 gegen den abgefallenen Öldruck im Ölteil des Arbeitsluftraumes herrschenden Öl- durch die Druckfeder 18 aus seiner bisherigen Steldruck beaufschlagten Stirnfläche des Steuerschiebers lung gedrückt, wodurch über die Eindrehung 17 α im so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Be- ^6o Steuerschieber 17 die Rohrleitungen 15 und 19 und ladung des Fahrzeugs der Steuerschieber durch den über die Eindrehung 17 b die Rohrleitung 22 und die dann ansteigenden Öldruck gegen die Kraft der Rücklaufleitung 23 verbunden werden. Das im Ölteil Druckfeder in seine NormalsteHung gedrückt wird, in 2 b des Reserveluftraumes 2 vorhandene Öl kann der er die vom Höheneinstellventil kommende Rohr- jetzt durch die Rohrleitung 22 und die Rücklaufleileitung mit der zum Ölteil des Reserveluftraumes füh- ⁶5 tung 23 zum ölbehälter 10 zurückfließen, so daß die renden Rohrleitung verbindet. Membran 4 des Reserveluftraumes 2 in die in der

Ein Ausführungsbeispiel einer hydropneumatischen Zeichnung mit unterbrochenen Linien angedeutete Federung gemäß vorliegender Erfindung soll im fol- Lage bewegt wird.

Gleichzeitig wird das Höheneinstellventil 12 über die Rohrleitungen 15 und 19 mit dem Ölteil 1 b des Arbeitsluftraumes 1 verbunden, und bei einer zu tiefen Stellung des Fahrzeugaufbaus wird von der ölpumpe 9 so lange Öl in den Ölteil 1 b gefördert, bis die vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaus erreicht ist und durch das Höheneinstellventil 12 die Verbindung der Rohrleitungen 11 und 15 unterbrochen wird.

Bei erneuter Beladung des Fahrzeugs steigt der Druck im ölteil 1 b des Arbeitsluftraumes 1 und damit der über die Rohrleitung 19 auf den Steuerschieber 17 wirkende Öldruck wieder an, der Steuerschieber 17 wird gegen die Kraft der Druckfeder 18 wieder in seine ursprüngliche, in der Zeichnung dargestellte Lage gedrückt, und die Höheneinstellung des Fahrzeugaufbaus sowie das Konstanthalten der Eigenfrequenz erfolgen wieder durch Zu- oder Abfluß von öl zum ölteil des Reserveluftraumes 2.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, mit relativ geringem konstruktivem Aufwand sowohl die Höhe des Fahrzeugaufbaus wie auch die Eigenfrequenz der Federung konstant zu halten. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Auffüllen von Ölverlusten am Arbeitskolben der Federung nur bei entladenem Fahrzeug ist für die Praxis völlig ausreichend, weil auch bei Nutzfahrzeugen innerhalb eines Zeitraumes von 24 Stunden mit mindestens einmaliger Entladung gerechnet werden kann.

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, wobei Ölverluste im Zylinder des Arbeitskolbens dadurch ausgeglichen werden, daß bei unbeladenem Fahrzeug in Abhängigkeit vom Volumen der dann im Luftteil des Reserveluftraumes vorhandenen Luft eine Verbindung zwischen einer Ölpumpe und dem Zylinder des Arbeitskolbens hergestellt bzw. unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbeladenem Fahrzeug der Ölteil (2 b) des Reserveluftraumes (2) entleert und dem mit dem Zylinder (7) des Arbeitskolbens (6) in Verbindung stehenden ölteil (1 b) des Arbeitsluftraumes (1) durch die Ölpumpe (9) so lange öl zugeführt wird, bis die vorgegebene Höhe des Fahrzeugaufbaues wieder erreicht und damit der Ölverlust im Zylinder des Arbeitskolbens ausgeglichen ist.

2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unbeladenem Fahrzeug ein in einer Druckkammer (16) angeordneter Steuerschieber (17) durch die Kraft einer Druckfeder (18) gegen den dann im Ölteil (1 b) des Arbeitsluftraumes (1) herrschenden geringeren Öldruck aus seiner Normalstellung bewegt wird und einmal die Verbindung der vom ölteil (2 b) des Reserveluftraumes (2) kommenden Rohrleitung (22) mit einer zum Ölbehälter (10) führenden Rücklaufleitung (23) und außerdem die Verbindung einer vom Höheneinstellventil (12) kommenden Rohrleitung (15) mit einer zum Ölteil (1 V) des Arbeitsluftraumes (1) führenden Rohrleitung (19) herstellt, so daß bei einem Ansprechen des Höheneinstellventils von der Ölpumpe (9) so lange Öl in den Ölteil (1 V) des Arbeitsluftraumes (1) gefördert wird, bis bei Erreichen der vorgegebenen Höhe des Fahrzeugaufbaus das Höheneinstellventil die Verbindung wieder unterbricht.

3. Hydropneumatische Federung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik der Druckfeder (18) und der Querschnitt der von dem im Ölteil (1 V) des Arbeitsluftraumes (1) herrschenden Öldruck beaufschlagten Stirnfläche des Steuerschiebers (17) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei einer Beladung des Fahrzeugs der Steuerschieber (17) durch den dann ansteigenden Öldruck gegen die Kraft der Druckfeder (18) in seine Normalstellung gedrückt wird, in der er die vom Höheneinstellventil (12) kommende Rohrleitung (15) mit der zum Ölteil (2 b) des Reserveluftraumes (2) führenden Rohrleitung (22) verbindet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1183 383,

158 386;
französische Patentschriften Nr. 1419 301,

495;
USA.-Patentschrift Nr. 2 620 182.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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