DE1282476B

DE1282476B - Self-pumping hydropneumatic suspension strut with internal level control, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1282476B
Application number: DED43358A
Authority: DE
Inventors: Alfred Dillenburger
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1964-01-16
Filing date: 1964-01-16
Publication date: 1968-11-07

Description

Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes, hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer einen Arbeitskolben tragenden Kolbenstange und einer im Arbeitsraum des Arbeitskolbens angeordneten Pumpe, die einen innerhalb der hohlen Kolbenstange angeordneten und von einer Feder belasteten Pumpenstößel aufweist, der von der Kolbenstange gegen die Kraft der Feder betätigt wird und einen Pumpenkolben antreibt, um zur Niveauregelung Druckmittel aus einem Vorratsraum in den Arbeitsraum zu fördern.Self-pumping hydropneumatic suspension strut with internal level control, especially for motor vehicles The invention relates to a self-pumping, hydropneumatic suspension strut with internal level control, especially for motor vehicles, with a piston rod carrying a working piston and one in the working space of the Working piston arranged pump, the one arranged inside the hollow piston rod and has a spring-loaded pump tappet which is opposed by the piston rod the force of the spring is actuated and drives a pump piston in order to regulate the level To promote pressure medium from a storage space in the work area.

Derartige hydropneumatische Federbeine sind beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 1117 412, der deutschen Auslegeschrift 1135 309 und der französischen Patentschrift 1207 540 bekannt. Diesen bekannten Ausführungen haftet der Nachteil an, daß die Pumpe nicht nur in der Hochregelphase, sondern entweder während des gesamten Betriebes oder doch während großer Betriebsbereiche mitläuft. Das ergibt zum einen unerwünschte Auswirkungen auf die Kennlinie und zum anderen größeren Verschleiß, da die gegeneinander beweglichen Pumpenteile eine dauernde Bewegung ausführen.Such hydropneumatic suspension struts are known, for example, from German Auslegeschrift 1117 412, German Auslegeschrift 1135 309 and French Patent 1207 540. These known designs have the disadvantage that the pump runs along not only in the high-regulation phase, but either during the entire operation or at least during large operating ranges. On the one hand, this results in undesirable effects on the characteristic curve and, on the other hand, greater wear and tear, since the pump parts that move against one another perform a constant movement.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein hydropneumatisches Federbein mit einer einfachen Pumpeinrichtung zu schaffen, bei dem die Pumpeinrichtung nur während der Hochregelphase mitläuft.The present invention is based on these disadvantages to avoid and a hydropneumatic strut with a simple pumping device to create, in which the pump device runs only during the high regulation phase.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pumpenstößel unabhängig von der Kolbenstange gelagert ist und die ihn belastende Feder zwischen zwei Widerlagern am Pumpenzylinder bzw. am Pumpenstößel eingespannt ist und den Pumpenstößel umgibt. Dadurch wird sichergestellt, daß der Pumpenstößel die Bewegungen der Kolbenstange nicht mitmachen muß, sondern nur während der Hochregelphase mitgenommen wird.This object is achieved according to the invention in that the pump tappet is mounted independently of the piston rod and the spring loading it between two abutments on the pump cylinder or on the pump tappet is clamped and the Surrounds the pump tappet. This will ensure that the pump plunger does the movements the piston rod does not have to participate, but only taken along during the high-regulation phase will.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Pumpenstößel nur im Pumpenzylinder gelagert ist.According to a further feature of the invention it is proposed that the pump plunger is only supported in the pump cylinder.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin vorteilhaft, den Pumpenkolben im Pumpenzylinder in an sich bekannter Weise mittels einer Manschette abzudichten, die als Pumpenauslaßventil dient.According to the invention, it is also advantageous to use the pump piston in the To seal the pump cylinder in a manner known per se by means of a sleeve, which serves as a pump outlet valve.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß in der hohlen Kolbenstange ein elastischer Puffer zur Betätigung des Pumpenstößels angeordnet ist.Another advantageous embodiment of the invention exists in that in the hollow piston rod an elastic buffer for actuating the Pump tappet is arranged.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federbeines dargestellt. Es zeigt A b b. 1 ein Federbein, dessen Druckmittel aus einem öl-Gas-Gemisch besteht und dessen Kolbenstange bis kurz vor den Förderbeginn der Pumpe eingeschoben ist, A b b. 2 ein Federbein, dessen Druckmittel Öl und Gas durch einen Trennkolben voneinander getrennt sind und bei dem die Kolbenstange, wie nach A b b. 1, eingeschoben ist, A b b. 3 ein Federbein, dessen Arbeitsraum und dessen Vorratsraum mittels Leitungen mit den entsprechenden Räumen von weiteren Federbeinen verbunden sind, A b b. 4 ein Federbein, dessen Gasraum und dessen Vorratsraum mittels Leitungen mit den entsprechenden Räumen von weiteren Federbeinen verbunden sind.In the figures are exemplary embodiments of the invention hydropneumatic strut shown. It shows A b b. 1 a strut, whose Pressure medium consists of an oil-gas mixture and its piston rod until shortly before the start of delivery of the pump is pushed in, A b b. 2 a strut, the pressure medium Oil and gas are separated from each other by a separating piston and in which the piston rod, as in A b b. 1, is inserted, A b b. 3 a strut, its working space and its storage room by means of lines with the corresponding rooms of others Struts are connected, A b b. 4 a shock absorber, its gas space and its storage space connected by cables to the corresponding spaces of further struts are.

Bei dem Federbein nach A b b. 1 ist in einem Boden 1 eines Arbeitsraumes 2 ein Pumpenzylinder 3 mittels eines konischen Gewindezapfens 4 abdichtend befestigt. Der Pumpenzylinder 3 ist an seinem anderen Ende durch eine hülsenförmige, als Widerlager 5 dienende Führung, in der ein Pumpenstößel 6 verschiebbar gelagert ist, verschlossen. Am unteren Ende des mit Bohrungen 7 und 8 versehenen Pumpenstößels 6 ist ein mit Bohrungen 9 versehener Pumpenkolben 10 befestigt. Der Pumpenkolben 10 ist mittels einer Manschette 11 abgedichtet. Der Pumpenstößel 6 ist von einer Feder 12 umgeben, die zwischen der das Widerlager 5 bildenden Führung und einer oder mehreren ein zweites Widerlager 13 bildenden Muttern eingespannt ist. In dem Gewindezapfen 4 ist ein Ansaugventil 14 angeordnet, welches von einer Feder 15 auf seinen Sitz gedrückt wird. Der Pumpenzylinder 3 besitzt eine Bohrung 16, die eine Verbindung zwischen der Pumpe und dem Arbeitsraum 2 herstellt. über dem Pumpenstößel 6 ist ein elastischer Puffer 17 in der hohlen Kolbenstange 18 angeordnet. Am unteren Ende der Kolbenstange 18 ist ein Dämpfungskolben 19 befestigt. Dieser Dämpfungskolben-19 besitzt mehrere Bohrungen 20, die auf einer Seite mittels Ventilplatten 21 abgedeckt sind. Eine im -Dämpfungskolben=19 vorgesehene weitere Bohrung 22 gestattet- einen' freien Durchlaß. Die Kolbenstange 18 ist in einer Abschlußwand 23 geführt und mittels eines Dichtungsringes 24 nach außen hin abgedichtet. Der mit einem Öl-Gas-Gemisch gefüllte Arbeitsraum 2 ist - von einem Arbeitszylinder 25 umgeben, dessen Zylinderenden durch den Boden 1 und die Abschlußwand 23 abdichtend verschlossen sind. Zwischen der Außenwand des Arbeitszylinders 25 und einem zylinderförmigen Gehäuse 26 --ist :ein mit einem Öl-Gas-Gemisch gefüllter Vorratsraum 27 angeordnet. Dieser Vorratsraum 27 steht über. einen oder mehrere Kanäle 28 mit dem Ansaugventil 14 in ständiger Verbindung. Der Arbeitsraum 2 ist durch ein von einem Stößel 29 betätigbares und von einer Feder 30 geschlossen gehaltenes Ventil 31 über einen Kanal 32- mit dem Vorratsraum 27 verbindbar.With the strut according to A b b. 1, a pump cylinder 3 is fastened in a sealing manner in a floor 1 of a working space 2 by means of a conical threaded pin 4. The pump cylinder 3 is closed at its other end by a sleeve-shaped guide serving as an abutment 5 in which a pump plunger 6 is slidably mounted. At the lower end of the pump plunger 6 provided with bores 7 and 8, a pump piston 10 provided with bores 9 is attached. The pump piston 10 is sealed by means of a sleeve 11. The pump plunger 6 is surrounded by a spring 12 which is clamped between the guide forming the abutment 5 and one or more nuts forming a second abutment 13. In the threaded pin 4 , a suction valve 14 is arranged, which is pressed by a spring 15 on its seat. The pump cylinder 3 has a bore 16 which establishes a connection between the pump and the working chamber 2. An elastic buffer 17 is arranged in the hollow piston rod 18 above the pump tappet 6. A damping piston 19 is attached to the lower end of the piston rod 18. This damping piston 19 has several bores 20 which are covered on one side by means of valve plates 21 . A further bore 22 provided in the damping piston 19 allows a free passage. The piston rod 18 is guided in an end wall 23 and sealed to the outside by means of a sealing ring 24. The working chamber 2, which is filled with an oil-gas mixture, is surrounded by a working cylinder 25, the cylinder ends of which are sealed off by the base 1 and the end wall 23. A storage space 27 filled with an oil-gas mixture is arranged between the outer wall of the working cylinder 25 and a cylindrical housing 26. This storage space 27 protrudes. one or more channels 28 with the suction valve 14 in constant communication. The working space 2 can be connected to the storage space 27 via a channel 32 through a valve 31 which can be actuated by a plunger 29 and is held closed by a spring 30.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach A b b. 2"- sind beide Druckmittel, Öl und Gas, durch einen beweglichen Trennkolben 33:. im Arbeitsraum 2 voneinander getrennt. Das Gas wird durch eine im Boden 1 vorhandene Öffnung 34 -`in einen Gasraum 351 und hiernach durch einen Verschluß 36 in bekannter Weise abgedichtet. Der übrige Aufbau des Federbeines entspricht dem der A b b. 1.In the embodiment according to A b b. 2 "- are both pressure medium, oil and gas, separated from one another by a movable separating piston 33: in the working space 2. The gas is passed through an opening 34 in the bottom 1 into a gas space 351 and then through a closure 36 in a known manner The rest of the structure of the shock absorber corresponds to that of Fig. 1.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach A b b. 3 ' ist der Arbeitsraum 2 - mit einer Leitung 37 versehen, die zu dem Arbeitsraum eines weiteren Federbeines führt. - Der Vorratsraum 27 besitzt eine Leitung 38, die zum Vorratsraum eines weiteren Federbeines führt. Der übrige Aufbau entspricht den Federbeinen nach den A b b. 1 und 2.In a further embodiment according to A b b. 3 ', the working space 2 is provided with a line 37 which leads to the working space of a further spring strut. - The storage space 27 has a line 38 which leads to the storage space of a further spring strut. The rest of the structure corresponds to the struts according to A b b. 1 and 2.

Beim Federbein nach A b b. 4 ist der Gasraum 35 mittels der Leitung 37 mit dem Gasraum eines weiteren Federbeines-- verbunden. Der Vorratsraum 27 ist, wie nach A b b: 3, mit dem Vorratsraum eines weiteren Federbeines verbunden. -Der Pumpenkolben 10 besitzt ein von einer Feder 39 geschlossen gehaltenes Pumpenatslaßventil' 40 und ist durch einen Dichtungsring 41- gegen den Pumpenzylinder 3 abgedichtet. - Der übrige Aufbau entspricht den Federbeinen nach den A b b. 1 bis 3.For the shock absorber according to A b b. 4, the gas space 35 is connected to the gas space of a further spring strut by means of the line 37. The storage space 27 is, as according to A bb: 3, connected to the storage space of a further spring strut. The pump piston 10 has a pump outlet valve 40 which is held closed by a spring 39 and is sealed off from the pump cylinder 3 by a sealing ring 41. - The rest of the structure corresponds to the struts according to A b b. 1 to 3.

Die Wirkungsweise des Federbeines nach A b b. 1 ist folgende: Beim weiteren Einschieben der Kolbenstange 18 über die in der Abbildung gezeichnete Stellung hinaus kommt der elastische Puffer 17 am Pumpenstößel 6 zur Anlage und drückt diesen gegen die Kraft der Feder 12 -abwärts. Dabei verdrängt der Pumpenkolben 10 das -in dem Pumpenzylinder 3 befindliche Druckmittel- über die Manschette 11, die i Bohrungen 9, 7, 8 und 1.6 in den Arbeitsraum 2. Hierdurch-wird das Druckmittelvolumen in dem Arbeitsraum 2 erhöht;' so daß die Kolbenstange 18 entsprechend ausgeschoben wird. Bewegt sich die Kolbenstange in umgekehrter Richtung, so wird der i Pumpenkolben 10 durch die Kraft der Feder 12 auswärts bewegt und saugt Druckmittel über das Ansaugventil 14 und die -Kanäle 28 aus dem Vorratsraum 27 in den Pumpenzylinder 3 an.. Durch diese wechselnde Tätigkeit wird die Kolbenstange 18 so weit ausgeschoben, bis der -Fahrzeugaufbau in die gewünschte Höhenlage gebracht ist. Von einer bestimmten Fahrzeuglast an"bleibt der Pumpenkolben 10 in- zunehmend eingeschobener tage, da die Kraft der Feder 12 nicht mehr ausreicht, den Pumpenstößel 6 gegen den erhöhten Druck im Arbeitsraum 2 zu verschieben. Da bei größeren Amplituden trotzdem noch eine Pumpenbetätigung stattfindet, erreicht die Kolbenstange 18 auch bei einem Verbleiben des Pumpenstößels 6 in einer nur teilweise eingeschobenen Stellung ihre ursprüngliche Lage wieder. Wenn die Gewichtsbelastung des -Fahrzeuges verringert wird, fährt die Kolbenstange 18 auf Grund der Expansion des Druckmittels im Arbeitsraum 2 so weit aus dem Federbein heraus, bis der Dämpfungskolben 1:9 durch Anstoßen auf Grund von Schwingungen oder einer entsprechenden Ausfahrstellung den Stößel 29 verschiebt. Dabei wird das Ventil 31 von seinem Sitz abgehoben und Druckmittel über den Kanal 32 in den Vorratsraum 27 abgelassen. Hiernach bewegt die Feder 12 den Pumpenstößel 6 wieder in die ausgeschobene Lage, so daß bei erneut zunehmender. Gewichtsbelastung des Fahrzeuges die Pumpenarbeit wieder beginnen kann. Die Dämpfung wird in bekannter Weise dadurch bewirkt, daß das Druckmittel in wechselnder Richtung über die in dem Dämpfungskolben 19 vorhandenen Bohrungen 20 und 22 gedrückt und dabei gedrosselt wird: Die Wirkungsweise des Federbeines nach A b b. 2 ist die gleiche wie die des Federbeines nach A b b.1. Die beiden Druckmittel Öl und Gas sind hier jedoch durch den beweglichen Trennkolben 33 voneinander getrennt.The mode of operation of the shock absorber according to A b b. 1 is as follows: When the piston rod 18 is pushed in further beyond the position shown in the figure, the elastic buffer 17 comes to rest on the pump plunger 6 and presses it downward against the force of the spring 12 . The pump piston 10 displaces the pressure medium located in the pump cylinder 3 via the sleeve 11, the bores 9, 7, 8 and 1.6 into the working space 2. This increases the pressure medium volume in the working space 2; so that the piston rod 18 is pushed out accordingly. If the piston rod moves in the opposite direction, the pump piston 10 is moved outward by the force of the spring 12 and sucks pressure medium via the suction valve 14 and the channels 28 from the storage space 27 into the pump cylinder 3 the piston rod 18 extended until the vehicle body is brought to the desired height. From a certain vehicle load onwards, the pump piston 10 remains in increasingly pushed-in days, since the force of the spring 12 is no longer sufficient to move the pump plunger 6 against the increased pressure in the working chamber 2. Since the pump is still actuated at larger amplitudes the piston rod 18 returns to its original position even if the pump plunger 6 remains in an only partially retracted position. until the damping piston 1: 9 pushes the plunger 29 through impact due to vibrations or a corresponding extended position. The valve 31 is lifted from its seat and pressure medium is released through the channel 32 into the storage space 27. The spring 12 then moves the pump plunger 6 again in the extended position, so that when again increasing . Weight load of the vehicle the pump work can start again. The damping is effected in a known manner in that the pressure medium is pressed in an alternating direction via the bores 20 and 22 present in the damping piston 19 and thereby throttled: The mode of operation of the strut according to A b b. 2 is the same as that of the strut according to A b b.1. However, the two pressure media oil and gas are separated from one another by the movable separating piston 33 here.

Die Wirkungsweise der Federbeine nach den A b b. 3 und 4 ist im wesentlichen die gleiche wie die der Federbeine nach. A b b. 1 und 2. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß der Arbeitsraum 2 bzw. der Gasraum 35 und der Vorratsraum 27 durch Leitungen 37 und 38 mit den entsprechenden Räumen gleicher Federbeine verbunden sind. Das hat den Vorteil, daß die Federkraft in den verbundenen Federbeinen auf den gleichen Wert gebracht werden kann.The mode of operation of the struts according to the A b b. 3 and 4 is essentially the same as that of the struts after. A b b. 1 and 2. There is a difference however, in the fact that the working space 2 or the gas space 35 and the storage space 27 through Lines 37 and 38 connected to the corresponding spaces of the same struts are. This has the advantage that the spring force increases in the connected struts the same value can be brought.

Die Ausführung des Federbeines ist nicht auf die gezeichneten Beispiele beschränkt. Bei entsprechender Ausgestaltung kann an Stelle des beweglichen Trennkolbens auch ein anderes an sich bekanntes Trennorgan zwischen öl und Gas verwendet werden; z. B. ein Schlauch, eine Rollmanschette oder ein Faltenbalg.The design of the strut is not limited to the examples shown. With a corresponding configuration, another separating element known per se between oil and gas can also be used instead of the movable separating piston; z. B. a hose, a roll cuff or a bellows.

Claims

Claims: 1. Self-pumping, hydropneumatic suspension strut with internal level control, especially for motor vehicles, with a working piston bearing piston rod and one arranged in the working space of the working piston Pump, the one arranged inside the hollow piston rod and supported by a spring has loaded pump plunger, which is held by the piston rod against the force of the spring is actuated and drives a pump piston in order to regulate the pressure medium to convey from a storage room into the work area, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the pump tappet (6) regardless of the piston rod (18) is mounted and the spring (12) loading it between two abutments (5 or 13) is clamped on the pump cylinder (3) or on the pump tappet (6) and the Surrounds the pump tappet (6).

2. Strut according to claim 1, characterized in that the pump plunger (6) is only supported in the pump cylinder (3).

3. Suspension strut according to claims 1 and 2, characterized in that the pump piston (10) in the pump cylinder (3) is sealed in a manner known per se by means of a sleeve (11) which serves as a pump outlet valve.

4. Suspension strut according to claims 1 and 2 or 1 to 3, characterized in that an elastic buffer (17) for actuating the pump plunger (6) is arranged in the hollow piston rod (18). Considered publications: German Auslegeschriften No. 1135 779, 1 1 35 309, 1117 412, 1049 720; French Patent Nos. 1281681, 1207 540; French supplementary Pat. No. 74,313 to French patent 1,140,919.