DE1430297C - Hydropneumatische Abfederung für Fahrzeugradaufhängungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneu-. fen sind, je nach Ausschwingung einmal mit einem

matische Abfederung für Fahrzeugradaufhängungen, hydraulischen Speicher in Verbindung bringbar ist,

bei der für jede Fahrzeugachse die Zylinder oder die wobei Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Schwin-

Kolben der teleskopartig längenveränderlichen Trag- gungsamplitude zu- oder abgeführt wird, und zum an-

elemente mittels eines in Fahrzeugquerrichtung sta- 5 deren mit einem mit der äußeren Atmosphäre verbun-

bilisierenden Torsionsstabes oder einer gleichwerti- denen Flüssigkeitbehälter verbunden werden kann,

gen mechanischen Vorrichtung miteinander verbun- Als besonders vorteilhaft hat sich in der Praxis

den sind, jedes Tragelement eine ständig freie Speise- eine Vorrichtung herausgestellt, bei der man an den

Öffnung für den Zulauf von Flüssigkeit sowie eine Zylinder des pneumatischen Tragelementes in zwei vom Kolben gesteuerte Auslaßöffnung am Zylinder io verschiedenen Höhenlagen einer Rohrleitung zur

aufweist, wobei die Speiseöffnung jeweils über eine ständigen Verbindung mit der Druckseite einer konti-

Zwischenieitung mit einer für beide Tragelemente ge- nuierlich betätigten Flüssigkeitspumpe und eine

meinsamen Hochdruckleitung in Verbindung steht, Rohrleitung zur intermittierenden Verbindung mit

die ihrerseits an die Druckseite einer volumetrischen, einem zur Atmosphäre hin offenen Flüssigkeitsbehälständig über die Hochdruckleitung zu den Zwischen- 15 ter anschließt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird

leitungen fördernden Flüssigkeitspumpe angeschlos- der intermittierende Anschluß von dem Kolben des

sen ist, während die Auslaßöffnung über eine Nieder- Tragelementes gesteuert, so daß zusätzlich zu der

druckleitung mit einem Niederdruck-Flüssigkeitsbe- folgenden Korrektur der Bodenfreiheit auch eine

hälter in Verbindung steht und durch den Kolben automatische Aufrechterhaltung derselben sichergebei dessen Hubbewegungen verschlossen ist, wenn 20 stellt wird, ohne daß zusätzliche Vorrichtungen hier-

das Tragelement gegenüber seiner durch die kon- für erforderlich wären.

struktiv vorgesehene Bodenfreiheit bestimmten Soll- Schließlich ist noch eine pneumatische Abfederung länge verkürzt ist, hingegen vom Kolben bei erreich- für Fahrzeugradaufhängungen bekannt, bei der jedes ter oder überschrittener Sollänge freigelegt ist. teleskopartig längenveränderliche Tragelement eine Im einzelnen ist bereits eine Abfederung von 25 ständig freie Speiseöffnung für den Zufluß der Druck-Fahrzeugradaufhängungen bekannt, bei der die pneu- flüssigkeit sowie eine vom Kolben gesteuerte Auslaßmatisch betätigbaren Tragelemente eines Radsatzes Öffnung am Zylinder aufweist.. Diese Auslaßöffnung über eine Ausgleichsleitung und die Kolben der Trag- hat gewisse drosselnde Eigenschaften, da sie in ihrem elemente durch eine Torsionsstange des Querstabili- Querschnitt enger als der übrige Querschnitt der Leisators oder andere einer Schlingerbewegung ent- 30 rung ausgebildet ist. Die drosselnden Auslaßöffnungegenwirkende Vorrichtungen miteinander verbun- gen halten den Stützdruck zwischen einer volutnetriden sind. Diese bekannte Aufhängung arbeitet mit sehen, ständig über die Hochdruckleitung zu den einem einzigen pneumatischen Arbeitsmittel. Der Zwischenleitungen hin fördernden Flüssigkeitspumpe Bodenabstand der derart abgefederten Fahrzeuge und den Öffnungen in gewissem Umfang aufrecht. . wird durch das Zusammenwirken der Kolben mit zu- 35 Allerdings wirkt sich hier diese Aufrechterhaltung gehörigen Auslaßöffnungen konstant gehalten, die an des Druckes infolge der Anordnung der Drossel in einer geeigneten Stelle der Zylinderwandung des dem Leitungssystem hinter dem Tragkolben auch auf Tragelementes angeordnet sind. Bei einer bekannten den Tragkolben desjenigen Tragelementes mit freihydraulischen Aufhängung mit Konstanthaltung der gebender Auslaßöffnung aus, so daß die stabilisie-Bodeninstanz, bei der die Zylinder der Tragelemente 4° rende Wirkung bei der bekannten Anordnung stark durch eine flüssigkeitsführende Ausgleichsleitung mit- herabgesetzt ist.

einander verbunden sind, ist der Zylinder an zwei Die genannten Öffnungen haben, durch die Stelvoneinander entfernten Punkten einerseits über eine lung des Kolbens bedingt, veränderliche Querschnitte. Öffnung mit einer mit der Druckseite einer volumetri- Weiter ist bei dieser bekannten Vorrichtung auch ' sehen Flüssigkeitspumpe in Verbindung stehende 45 nachteilig, daß die Öffnungen mit der Niederdruck-Hochdruckleitung und andererseits mit einer Nieder- Rückflußleitung unmittelbar in Verbindung stehen druckleitung verbunden, die in einen Niederdruck- und daß die beiden Öffnungen jedes Tragelementes flüssigkeitsbehälter über eine Auslaßöffnung ausmün- durch eine Leitung von erheblicher Länge voneindet und die von den Kolben des Tragelementes bei ander getrennt sind.

seinem Auf- und Abbewegen, den Bodenabstand des 50 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, abgefederten Fahrzeugteiles aufrechterhaltend, frei- eine hydropneumatische Abfederung für Fahrzeuggegeben und verdeckt wird. radaufhängungen zu schaffen, welche die stabilisie-Vorrichtungen zur Aufrechterhaltung und Stabili- rende Wirkung bzw. den Gleichgewichtsausgleich der sierung der Bodenfreiheit abgefederter Fahrzeuge, die abgefederten Fahrzeugteile gegenüber vergleichbaren ausschließlich durch pneumatische Mittel betätigbar 55 bisher bekannten Vorrichtungen verbessern und wosind, haben sich in der Praxis wenig bewährt, da sie bei die Abfederungsvorrichtung unter geringstmögden erhöhten Stabilisierungsanforderungen für Kraft- lichem Aufwand und geringer Wartung dauerhaft fahrzeuge nicht mehr voll gerecht werden. Darüber zuverlässig arbeiten soll.

hinaus ist es bei der bekannten Vorrichtung auch Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß danoch nachteilig, daß die Umwälzung des verwendeten 60 durch erreicht, daß in jeder der beiden die Trag-Druckmittels nicht konstant ist. elemente des abgefederten Fahrzeugteiles überbrük-Es sind daher Abfederungen für Fahrzeugradauf- kenden Zwischenleitungen eine blendenartige dünne hängungen entwickelt worden, bei denen man an den Wand mit einer kalibrierten, gegenüber dem Lei-Zylinder des pneumatischen Tragelementes eine tungsquerschnitt engen Öffnung vorgesehen ist, wobei Rohrleitung anschließt, die durch Zwischenschaltung 65 die gesamte bei freigelegter Auslaßöffnung des jeweils einer schwingungsdämpfenden Trimmlage-Korrek- zugeordneten Tragelementes diesem aus der Flüssigturvorrichtung den Hubbewegungen des zugehörigen keitspumpe zugeführte Flüssigkeitsmenge die entspre-Rades oder des Mittelpunktes der Achse unterwor- chende kalibrierte Öffnung durchfließt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, Druck durch die zugehörige kalibrierte öffnung hin daß ein Rückschlagventil zwischen der Druckseite aufrechterhalten wird.

der Flüssigkeitspumpe und den an die gemeinsame Da nach den Gesetzen der Hydrodynamik der

Hochdruckleitung angeschlossenen Zweigleitungen, Druckunterschied vor und hinter einer Öffnung in das zur Flüssigkeitspumpe hin schließt, und die mit 5 einer dünnen Wand proportional dem Quadrat des den kalibrierten öffnungen versehenen blendenarti- Strömungsmitteldurchsatzes durch diese öffnung ist, gen Wände in einem gemeinsamen Gehäuse unterge- wird der Druck in dem zwischen dem kalibrierten bracht sind. öffnungen liegenden Raumvolumen plötzlich vervier-

Es ist für die Erfindung von Bedeutung, daß zur facht. Wie oben ausgeführt, pflanzt sich dieser quasiWeiterbildung der erfindungsgemäß ausgeführten io statische Druck durch die eine kalibrierte öffnung bis Tragelemente der obere Abschnitt des Hohlkolbens zu dem geschlossenen Tragelement fort und schiebt zweier Lagerbuchsen in einer den Hohlkolben mit den Kolben dieses Tragelementes zurück, während geringem Spiel umgebenden zylindrischen Buchse ge- sich der Kolben des anderen Tragelementes in der führt ist, die ohne Spielraum in einen zum Zylinder- entgegengesetzten Richtung verschiebt, teil gehörenden rohrförmigen Außenkörper des 15 Diese vorteilhafte Arbeitsweise der erfindungsge-Tragelementes eingepaßt ist, während der untere Ab· mäßen Vorrichtung ermöglicht eine stets sichere schnitt des Hohlkolbens in einer Muffe verschiebbar gleichbleibende Stabilisierung der abgefederten Fahrist, die im Inneren des Außenkörpers mittels einer in zeugteile.

diesem unterstützten kugeligen, ringsegmentförmi- In den Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausgen Auflagerung schwenkbar gehalten ist, während ao führungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt der Außenkörper mit dem Achsschenkel, dem Lenk- F i g. 1 ein Gesamtschema der Aufhängung in per-

1^_n hebel und dem Bremsschild fest verbunden ist. spektivischer Darstellung, wobei einige Trage-

^J Zufolge der erfindungsgemäßen Ausbildungsform elemente im Schnitt gesehen dargestellt sind,

einer hydraulischen Abfederung für Fahrzeugradauf- Fig. 2 einen in einem größeren Maßstab darge-

hängungen ist es möglich, die automatisch wirkende 35 stellten Schnitt durch die dem Schiefstellen des Stabilisierungsanordnung so auszubilden, daß sie Fahrzeuges entgegenwirkende hydraulische Einricheinen großen Teil der seitlichen Schwingungen des tung,

Fahrzeuges, die bisher ausschließlich von der Tor- Fig. 3 einen senkrechten Schnitt von dem Trag-

sionsstange aufzunehmen waren, zu kompensieren. element eines Vorderrades und den ihm zugehören-Somit kann die verwendete Torsionsstange in ihrem 30 den Organen,

Querschnitt wesentlich verringert werden. Weiter ist Fig. 4 einen in einem größeren Maßstab darge-

es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besonders stellten Schnitt eines Teiles der F i g. 3. vorteilhaft, daß die an sich bekannte Pumpe in das Wie zunächst aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt

Raumvolumen zwischen den beiden kalibrierten öff- die Aufhängung eine gewisse Anzahl von Tragnungen hinein fördert. Auf Grund der hydraulischen 35 elementen mit hydropneumatischer Abfederung A Gesetze muß an jeder Stelle dieses Raumvolumens bzw. A', B bzw. B', wobei die Elemente A bzw. A' gleicher Druck herrschen. Wird beim Schiefstellen Vorder- oder Lenkrädern, wie dem Rad jR, und die des Fahrzeuges z. B. in einer Kurve am kurvenäuße- Elemente B bzw. B' nicht lenkbaren Rädern, beiren Tragelement der Auslaß verschlossen, so findet spielsweise angetriebenen Rädern R', zugeordnet sind, zu diesem Tragelement kein nennenswerter Flüssig- 40 Diese Tragelemente umfassen im wesentlichen je keitszulauf mehr statt. Es ist vielmehr ein quasi-stati- einen Behälterraum 1 für die Elemente A bzw. A' scher hydraulischer Druckzustand gegeben. Der zwi- und 2 für die Elemente B bzw. B', welche ein Drucksehen den beiden kalibrierten öffnungen herrschende luftpolster enthalten, wobei der Druck dieses Luft-'___; Druck pflanzt sich somit durch die zugehörige kali- polsters über Flüssigkeit auf einen Hohlkolben 3 für brierte öffnung bis zum verschlossenen Tragelement 45 die Elemente A bzw. A' und 4 für die Elemente B fort. Dieses ist somit in der Lage, mit voller Kraft bzw. B' übertragen wird. Membranen la bzw. 2 a abzustützen. Der statische Druck wird den Kolben trennen die Druckluftpolster von der die übrigen nachfolgend wieder bis zur Auslaßöffnung verschie- Teile anfüllenden Flüssigkeit, die verwendet wird, ben. Am anderen Tragelement ist die Auslaßöffnung um die Bodendistanz unter guten Abdichtverhältzunächst offen. 50 nissen konstant zu halten, die hydraulische Stoß-

Da hier kein nennenswerter Gegendruck vornan- dämpfung der Aufhängung zu gestatten und zu der den ist, entspannt sich der Flüssigkeitsdruck beim Querstabilität des aufgehängten Teiles beizutragen. Durchfluß durch die zugehörige kalibrierte öffnung. Die Flüssigkeit, z. B. öl, füllt Zylinder 5 (für die Vor dem Kolben dieses Tragelementes ist daher, so- Elemente A bzw. A') uhd 6 (für die Elemente B lange die Auslaßöffnung offen ist, nur der geringe, 55 bzw. B') in welchen sich die Hohlkolben 3 bzw. 4 durch die Drosselwirkung des Auslasses bedingte bewegen. Die Tragelemente A bzw. A' sind durch Druck vorhanden, so daß dieses Element in der eine Zwischenleitung 7 und die Tragelemente B Schieflage nicht stützt und bis zum Verschluß der bzw. B' durch eine Zwischenleitung 8 jeweils mitein-Auslaßöffnung wieder absinkt. Mit dem entspre- ander verbunden.

chenden Anheben auf der Gegenseite ist die Fahr- 60 Bei dem dargestellten Beispiel· sind die Zylinder zeuglade dann wieder stabil. Es ist somit für die er- der Elemente B bzw. B' mit dem abgefederten Fahrfindungsgemäße Vorrichtung besonders vorteilhaft, zeugteil, welches durch ein Teil der Karosserie oder daß die kalibrierten öffnungen auf der Druckseite der des Fahrzeugkörpers 9 symbolisiert ist, und ihre Tragelemente den Stützdruck des Tragelementes mit Hohlkolben 4 mit einer Tragachse, beispielsweise der offener Auslaßöffnung durch Druckentspannung in 65 Hinterachsbrücke 10 des Fahrzeuges, verbunden, der kalibrierten öffnung vor dem Tragkolben ent- während die Zylinder der Elemente A bzw. A' mit spannen, während der Stützdruck des Tragelementes dem unabgefederten Teil, beispsielsweise mit den mit verschlossener Auslaßöffnung als statischer Achslagern 11 der Räder R, und ihre Hohlkolben 3

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mit dem durch ein Teil der Karosserie oder des Anschlüsse 24 der Zylinder 6, welche gegenüber

Fahrzeugkörpers 12 symbolisierten Teil in Verbin- kalibrierten Auslaßöffnungen 24a der Zylinderwand

dung stehen. ■ ausmünden, untereinander durch die Rohrleitung 25

. Die Aufundabbewegungen der Räder des Fahr- verbunden, an welche eine Leitung 26 angeschlossen

zeuges rufen hin- und hergehende Bewegungen der 5 ist, die ihrerseits mit einer Sammelleitung 27 in Ver-

Hohlkolben 3 und 4 in den Zylindern 5 und 6 her- bindung steht, welche zu dem Flüssigkeitsbehälter 21

vor, wobei sie eine elastische Verdichtung oder Aus- führt. Die oberen Anschlüsse 28 der Zylinder 6 sind

dehnung der Druckluftpolster 1 und 2 nach sich untereinander durch die Zwischenleitung 8 verbun-

ziehen. ' den, die an eine Leitung 29 angeschlossen ist, welche

Die Hohlkolben 4 der Tragelemente B bzw. B' io ihrerseits zu einer Hochdrucksammelleitung 30 führt,

sind untereinander durch eine den Querschwingungen die in den Auslaßstutzen der Flüssigkeitspumpe 20

entgegenwirkende Torsionsstange 13 verbunden, einmündet.

deren Querteil sich in Lagern 14 dreht, die mit dem Bei den Tragelementen A bzw. A' sind die unte-Teil 9 verbunden sind und deren Längsarme 15 ren Anschlüsse 31 der Zylinder 5 miteinander durch mittels Anlenklaschen 16 an den Enden der Achse 15 die Leitung 32 verbunden, an die eine Leitung 33 10 angreifen, die mit den Kolben fest verbunden ist. angeschlossen ist, die ihrerseits zu der Niederdruck-Auf eine ähnliche Weise sind die Zylinder 5 unter Sammelleitung 27 führt. Die oberen Anschlüsse 34 Vermittlung von Organen die nachstehend beschrie- der Zylinder 5 sind untereinander durch die ben werden, untereinander durch eine Querschwin- Zwischenleitung 7 verbunden, von der eine Leitung gungen entgegenwirkende Torsionsstange 17 mitein- *o 35 ausgeht, die ihrerseits zu der Hochdrucksammelander verbunden, deren Querteil sich in Lagern 18 leitung 30 führt.

dreht, die mit dem Teil 12 fest verbunden sind und Die oberen Anschlüsse 28 der Tragelemente B

deren Längsarme 19 an den genannten Zylindern be- bzw. B' münden jeweils in eine Kreisringkammer 6'

festigt sind. Diese Torsionsstangen könnten auch des Zylinders 6, welche von diesem durch ein Mantel-

durch andere bekannte äquivalente mechanische as rohr 36 getrennt ist und an ihrem Unterteil von dem

Vorrichtungen ersetzt werden. Zylinder durch eine Abdichtungsstelle 37 isoliert ist

Die Torsionsstangen 13 und 17 wirken nach der sowie an ihrem oberen Teil mit dem Zylinder durch

allgemein bekannten und üblichen Art der Quer- die Rückschlagventilöffnungen des hydraulischen

stabilisatoren, wobei die Drücke der entsprechenden Stoßdämpfers 23 in Verbindung steht, welche die

Luftpolster, wenigstens während der ersten Phase 30 Zirkulation von Flüssigkeit gegen das Luftpolster

der Wirksamkeit, bei ungleichen Hüben der verbun- hin durch eine große öffnung 38 gestattet, während

denen Aufhängungen mittels der Zwischenleitungen 7 die Zirkulation der Flüssigkeit im umgekehrten

und 8 ausgeglichen werden. Sinne gegen die öffnung 38 hin durch die Klappen-

Zum automatischen Aufrechterhalten der Boden- ventilöffnungen des hydraulischen Stoßdämpfers 23

distanz stehen in bekannter Weise die Verbindungs- 35 gedämpft ist.

leitungen 7 und 8 und damit die Innenräume der Die Zwischenleitung 8 ist an die Leitung 29 ver-Tragelemente mit der Druckseite einer fortgesetzt mittels des Gehäuses 39 eines Rückschlagventils 40 arbeitenden Flüssigkeitspumpe 20 in ständiger Ver- angeschlossen, dessen Klappe 39 a den Flüssigkeitsbindung. Weitere Verbindungsleitungen 25 und 32 fluß der Leitung 29 gegen die beiden Abzweigungen zwischen den Tragelementen sind an einen nach der 40 der Zwischenleitung 8 gestattet, den Flüssigkeitsfluß freien Atmosphäre offenen Flüssigkeitsbehälter 21 im umgekehrten Sinne jedoch unterbindet,
angeschlossen. Ihre Einmündungen in die Trag- In jedem Ast der Zwischenleitungen 7 und 8 elemente sind von den Hohlkolben 3 oder 4 der zwischen dem Rückschlagventil 40 und dem zuge-Tragelemente A bzw. A' oder B bzw. B' selbst der- ordneten Tragelement ist je eine blendenartige dünne art gesteuert, daß sie nur bei Überschreiten der vor- 45 Wand 41 bzw. 42 angeordnet, deren gegen das gesehenen Bodendistanz die Innenräume der Trag- Schrägstellen wirkender Effekt nachstehend erklärt elemente an den Behälter 21 anschließen. Man be- wird.

nutzt ferner die Flüssigkeit dazu, die Stoßdämpfung Fig. 2 zeigt eine praktische Ausbildungsform

der Aufhängung durch Hindurchdrängen von Flüssig- dieser Anordnung, bei der die blendenartigen dünnen

keit durch mit tarierten Federn belastete, in beiden 50 Wände 41, 42 und das Rückschlagventil 40 in einem

Richtungen wirkende Klappventile herbeizuführen. gemeinsamen Gehäuse 39 untergebracht sind, welches

Diese Drosselorgane bekannter Weise sind als die Form einer T-Stück-Verzweigung aufweist,

hydraulische Stoßdämpfer 22 für die Elemente A Das gemeinsame Gehäuse 39 weist drei mitein-

bzw. A' und hydraulische Stoßdämpfer 23 für die ander in Verbindung stehende Ausnehmungen auf.

Elemente B bzw. B' dargestellt. 55 Die eine dieser Ausnehmungen ist mit dem Rück-

Das wesentliche kennzeichnende Merkmal der schlagventil 40 versehen, welches von einem kreis-Erfindung besteht darin, daß die Flüssigkeitsver- ringförmigen Dichtungsstück aus Kautschuk gebildet Schiebungen zwischen der Pumpe und den Zylindern ist, das einen zylindrischen Stift 44 umgibt und der Tragelemente dazu benutzt werden, einen auto- durch eine Nippelschraube 44a an seinem Platz gematischen Rückstelleffekt des abgefederten Teiles 60 halten wird. Der kreisringförmige Teil des Rückfür den Fall einer erheblichen Schrägstellung hervor- schlagventils 40 kann sich von dem Stift abheben, zurufen. wenn die Flüssigkeit in Richtung des Pfeiles F eintritt,

Die Darstellung dieser zusätzlichen Funktion der um den Pfeilen F₁ und F₂ folgend auszutreten, wohin-

Flüssigkeit erfordert eine mehr ins einzelne gehende gegen der Druck dicsesRückschlagventils 40 gegen

Beschreibung der Tragelemcntc und ihrer Verbin- 65 den Stift 44 andrückt, wenn sich die Flußrichtung der

dung mit der Flüssigkeitspumpe 20 und dem Nieder- Flüssigkeit umkehrt. Die beiden anderen Ausneli-

druckbchälter 21. mungcn, die zur vorgenannten senkrecht stellen, ent-

Bei den Tragelemcnten B bzw. B' sind die unteren halten die blcndcnartigen dünnen Wände 41 und 42,

die aus von kalibrierten öffnungen 45, 46 durchdrungenen Scheiben bestehen und von Nippelschrauben 47 und 48 gehalten werden.

Die soeben genannten Nippelschrauben dienen der Verbindung des gemeinsamen Gehäuses 39 mit den beiden Abzweigungen der Zwischenleitung 8, die Nippelschraube 44 a der Verbindung mit der Leitung 29.

Die Anordnung ist bezüglich der Tragelemente A bzw. A' analog zur vorbeschriebenen, wobei auf den für diese zur Verfügung stehenden Unterbringungsraum und ihre spezielle Anpassung an die Vorderoder Lenkräder Rücksicht genommen ist.

Wie oben angegeben, ist die Verbindung der Tragelemente A bzw. A' mit den von ihnen getragenen und den sie tragenden Teilen des Fahrzeuges in bezug auf die der Tragelemente B bzw. B' eine umgekehrte. Im Falle des beschriebenen und dargestellten Beispiels ist der das Luftpolster 1 enthaltende Behälter dem das Luftpolster 2 enthaltenden Behälter gegenüber umgekehrt angeordnet, so daß er von dem Stoßdämpfer 22 überragt wird, und der Hohlkolben 3 ragt in den Zylinder 5 mit seinem unteren Teil hinein. Während der Kolben 4 der Tragelemente B bzw. B' an seinem oberen Teil durch eine Scheibe 49 ver- as schlossen ist, um die Menge des in den Tragelementen B bzw. B' gespeicherten Öles zu reduzieren, wird der Kolben 3 der Tragelemente A bzw. A' von einem an seinem unteren Ende offenen Schieber gebildet. In das Tragelement ist eine Muffe 52 eingesetzt, in der der Kolben 3 gleitet. Die Muffe 52 ist von einer Art Düse 51 mit enger äußerer öffnung 50 durchdrungen. Das untere Ende des Kolbens 3 öffnet oder verschließt je nach Kolbenstellung den Zutritt zur Düse 51. Hierdurch wird die intermittierende Verbindung des Zylinders mit dem Flüssigkeitsbehälter 21 über die Auslaßöffnungen gesteuert.

Bei Aufundabbewegungen der Tragelemente B bzw. B' bedecken und öffnen deren Kolben 4 die mit dem Niederdruck in Verbindung stehenden Auslaßöffnungen 24 a.

Wenn die mittlere Stellung des Kolbens 4 sich in der Niveauhöhe der öffnung 24 a befindet, kompensiert die von der Flüssigkeitspumpe 20 gelieferte Flüssigkeitsmenge den Abfluß durch die Leitung 25, und es bleibt der Druck des Luftpolsters konstant.

Wenn die mittlere Stellung des Kolbens 4 bei Erhöhung der Belastung des an den Tragelementen befestigten Teiles im Zylinder 6 hochsteigt, übersteigt die von der Pumpe 20 gelieferte Flüssigkeit den Abfluß durch die teilweise oder ganz verdeckte Auslaßöffnung 24a, und die durch den Anschluß 28 zugelieferte Flüssigkeit veranlaßt das Hinausschieben des Kolbens 4 aus dem Zylinder. Die Bodendistanz ist automatisch wiederhergestellt, und der Druck des Luftpolsters ist angewachsen, um die größere Belastung aufzunehmen.

Wenn die mittlere Stellung des Kolbens 4 bei einer Verminderung der Belastung des an den Tragelementen befestigten Teiles sich im Zylinder 6 nach abwärts verschiebt, übersteigt die Menge der durch die ganz freigegebene Auslaßöffnung 24 a hindurchfließenden Flüssigkeit die durch die blendenartige dünne Wand 41 hindurchtretende Flüssigkeitsmenge, und der Kolben 4 schiebt sich wieder in den Zylinder hinein. Dabei vermindert sich der Druck im Tragelement.

Wenn man nun die beiden Tragelemcnte einer Achse betrachtet und wenn das eine von ihnen (beispielsweise B) stärker belastet wird als das andere (B'), so hat der daran befestigte Teil die Tendenz, sich quer zu neigen. Die Zwischenleitung 8 führt zu Beginn den Druckausgleich zwischen den beiden Druckluftpolstern 2 herbei. Die Torsionsstange 13 verdreht sich in bekannter Weise und stützt das Fahrzeug gegen Seitenneigung. Dies gilt für geringe Seitenneigungen. ■

Bei stärkerer Seitenneigung hingegen tritt zusätzlich der Aufrichteffekt für das Fahrzeug infolge der blendenartigen dünnen Wände 41 und 42 in Erscheinung. , . ..·:·

Ist das Fahrzeug in Ruhe und die seitliche Neigung so groß, daß die Auslaßöffnung 24 a des Elementes B verschlossen und die Auslaßöffnung 24 a des Elementes B' offen ist, so wird der Flüssigkeitsdurchgang durch die blendenartige dünne Wand 41 Null. Die Flüssigkeitspumpe 20 fördert somit einzig und allein durch die blendenartig dünne Wand 42, deren Durchflußmenge sich unvermittelt verdoppelt. Hieraus ergibt sich strömungsseitig vor der blendenartig dünnen Wand 42 eine Druckerhöhung, die sich statisch durch die blendenartig dünne Wand 41 bis zu dem Zylinder 6 und dem Luftpolster 2 fortpflanzt (der Druck ist ungefähr vervierfacht, da er ungefähr dem Quadrat des Durchflusses proportional ist). Dieses schroffe Anwachsen des Druckes ruft eine kräftige Rückstellwirkung hervor, welche durch die Torsionsstange unterstützt wird und das Schrägstellen des Fahrzeuges auf einen Höchstwert begrenzt.

Untersuchungen, die mit einem Fahrzeug durchgeführt wurden, welches hinterachsseitig mit den beschriebenen hydropneumatischen Tragelementen B bzw. B', ferner mit blendenartig dünnen Wänden 41, 42, einer Torsionsstange 13 und Stoßdämpfern 23 ausgerüstet war, haben gezeigt, daß man damit in der Kurve ein Rückstellmoment in der Größenordnung von 210 mkg bei leerem Fahrzeug und 240 mkg bei belastetem Fahrzeug erreichen kann, wobei die Wirkung der blendenartig dünnen Wände 41,42 in diesen Zahlen mit einem Wert von ungefähr 110 mkg in Erscheinung tritt.

Diese Ergebnisse sind mit Blenden von 1,25 mm Durchmesser und einem Durchgang von 1000 cm³/ Min. erzielt worden, wobei der Druckverlust beim Durchgang durch die blendenartig dünnen Wände ungefähr 20 kg/cm² betrug.

Die Vorgänge, soweit sie die Tragelemente A bzw. A' betreffen, sind analog.

Die volumetrische Flüssigkeitspumpe 20 kann von bekannter Bauart sein und gegebenenfalls aus zwei Einzelpumpen, je eine pro Achse, bestehen. Ist nur eine einzige Pumpe vorhanden, so muß man an der Zweigstelle der Leitungen 39, 29 und 35 einen Mengenteiler 30 a anbringen, um so die ganze Liefermenge der volumetrischen Pumpe in einem definierten Verhältnis und unwandelbar zwischen dem bei dem Fahrzeug vorn- und hintenliegenden Tragelementen zu verteilen, welches auch ihr Arbeitsdruck sei, wobei dieses Verhältnis von den Unterschieden in den Arbeitsbedingungen dieser Tragelemente, insbesondere beim Bremsen, bestimmt wird. Dieser Mengenteiler 30a kann von bekannter Bauart sein. Die Flüssigkeitspumpe kann von einer Nockenwelle

54 gesteuert sein, die beispielsweise von dem Motor des Fahrzeuges angetrieben wird und deren Nocken

55 das Antriebsorgan 56 der Pumpe betätigt. Hin bekannter Windkessel 57,58 dient zur Glättung des

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von der Pumpe 20 stoßweise geförderten Flüssigkeits- · stromes. Er kann beispielsweise eine Kapazität von 50 cm³ haben (im Vergleich hierzu würde die Kapazität der Druckluftpolster 1 oder 2 ungefähr 100 cm³ betragen.

Aus Gründen der Sicherheit gegen einen übermäßigen Anstieg des Druckes können die Druck- und Saugseite der Pumpe durch eine Umgehungsleitung 59 mit einem Sicherheitsventil 60 verbunden sein. Die Saugseite der Pumpe erhält eine Lochscheibe 20 a, welche die Liefermenge bzw. die Arbeitsgeschwindigkeit der Pumpe 20 auf ein Maximum begrenzt.

Die Rückschlagventile 40 haben das Bestreben, den Druck strömungsseitig vor den Tragelementen aufrechtzuerhalten. Ist jedoch die Abdichtung, die durch das Bedecken der Auslaßöffnungen 24 a und 50 seitens der Kolben 3 und 4 bewirkt wird, aus Gründen des jeweils erforderlichen Arbeitsspieles nicht vollkommen, so daß, wenn sich das Fahrzeug ao bei stillstehender Pumpe mehrere Stunden in Ruhe befindet, Undichtigkeitsverluste eintreten, so fällt der Druck, und der an den Tragelementen befestigte Teil hat die Tendenz herabzusinken.

Dieses Absinken wird durch rundschnurartige oder sonstwie gestaltete Dichtungen 61 und 62 begrenzt, die in einem Teil der Wand der Zylinder der Tragelemente A bzw. A' und B bzw. B' in Richtung des Hineinschiebens der Kolben in die Zylinder gesehen, und zwar jenseits der Auslaßöffnungen 50 und 24 a gelegen sind, so daß die Kolben bei einem leichten Absinken des an den Tragelementen befestigten Teiles sich gegen diese Dichtungen in einer vollkommen dichtenden Weise anlegen können. Dieses geringe Absinken ist wenige Sekunden nach Wiederingangsetzen der Pumpe rückgängig gemacht, wobei das erforderliche Flüssigkeitsvolumen sehr gering ist. Der Einbau der Dichtungen 62 der Tragelemente B bzw. B' wird in bekannter Weise vorgenommen. Der Einbau der Dichtungen 61 wird im folgenden beschrieben.

Die Tragelemente B bzw. B' für die ungelenkten Räder werden mit dem Fahrzeugkörper 9 über eine Kautschukeinlage 63 und mit der Achse 10 über eine Kautschukeinlage 64 verbunden.

Die Tragelemente A und A' der gelenkten Räder tragen fest verbunden Achsschenkel 11 und Lenkhebel 65, welche in Augen 66 der Achsschenkel 11 befestigt sind.

An ihren unteren Enden sind die Tragelemente A, A' über ein Kugelgelenk 86 mittels üblicher Dreieckquerlenker 67,68 und deren Lagerzapfen 69,70 mit Schwenkachsen xx, x'x', die parallel zur Längsachse des Fahrzeuges verlaufen, am abgefederten Fahrzeugteil angelenkt. Kautschukzwischenlagen bei 69 und 71 ergeben eine leichte Nachgiebigkeit.

An seinem oberen Teil ist der Hohlkolben 3 des Tragelementes A bzw. A' mit dem Fahrzeugkörper 12 über eine elastische Zwischenlage 73 verbunden, die Neigungsänderungen des Tragelementes gestattet.

Diese Neigungsänderungen erfordern einesteils eine Gelenkverbindung 74 zwischen der den hydraulischen Stoßdämpfer 22 und die pneumatische Feder 1 mit dem oberen Teil des Hohlkolbens 3 verbindenden Leitung 75 und andererseits die Anbringung des Stoßdämpfers 22 und der pneumatischen Feder 1 auf dem Fahrzeugkörper mittels einer weichen Zwischenlage 76.

Da das Bremsmoment aus dem am Zylinder befestigten Bremsschild 77 das Tragelement verbiegt, ist zum Vermeiden eines Festfressens des Kolbens der Zylinder 5 geteilt, und zwar in die erwähnte Muffe 52, die die Dichtverbindung 61, die in den unteren Rand der Muffe 52 eingelassen ist, sowie einen Sacklochzylinder 78 trägt, und andererseits in eine obere zylindrische Büchse 79, welche den Kolben 3 mit einem geringen Spiel umgibt und an ihren Enden Lagerbuchsen 80 und 81 aus Lagermetall aufweist, in denen der Kolben 3 mit schwacher Reibung gleitet.

Die zylindrispche Büchse 79 ist in den rohrförmigen Außenkörper 82 des Tragelementes ohne Spiel eingepaßt, während die Muffe 52 und der Sacklochzylinder 78 infolge einer kugelförmigen Lagerstelle der Muffe 52 (s. Fig. 4), die mit einer kugelförmigen Auflagerung 84 in Berührung steht, schwenkbeweglich in das Innere des rohrförmigen Außenkörpers 82 eingesetzt sind. Der Mittelpunkt O des sphärischen Lagerkörpers befindet sich ungefähr inmitten der Lagerbuchse 80. Ein Dichtungsmittel 85 an dem oberen Teil des Außenkörpers 82 legt sich an den Hohlkolben 3 an, und das Innere des Körpers 82 steht mit dem Flüssigkeitsbehälter durch den An-Schluß 31 in Verbindung.

Anspruch 3 ist ein echter Unteranspruch und gilt nur in Verbindung mit den Gegenständen der vorgeordneten Ansprüche.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatische Abfederung für Fahrzeugradaufhängungen, bei der für jede Fahrzeugachse die Zylinder oder die Kolben der teleskopartig längenveränderlichen Tragelemente mittels eines in Fahrzeugquerrichtung stabilisierenden Torsionsstabes oder einer gleichwertigen mechanischen Vorrichtung miteinander verbunden sind, jedes Tragelement eine ständig freie Speiseöffnung für den Zulauf von Flüssigkeit sowie eine vom Kolben gesteuerte Auslaßöffnung am Zylinder aufweist, wobei die Speiseöffnung jeweils über eine Zwischenleitung mit einer für beide Tragelemente gemeinsamen Hochdruckleitung in Verbindung steht, die ihrerseits an die Druckseite einer volumetrischen, ständig über die Hochdruckleitung zu den Zwischenleitungen fördernden Flüssigkeitspumpe angeschlossen ist, während die Auslaßöffnung über eine Niederdruckleitung mit einem Niederdruck-Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht und durch den Kolben bei dessen Hubbewegungen verschlossen ist, wenn das Tragelement gegenüber seiner durch die konstruktiv vorgesehene Bodenfreiheit bestimmten Soll-Länge verkürzt ist, hingegen vom Kolben bei erreichter oder überschrittener Soll-Länge freigelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden Zwischenleitungen (7 und 8) eine blendenartige dünne Wand (41 bzw. 42) mit einer kalibrierten, gegenüber dem Leitungsquerschnitt engen öffnung (45 oder 46) vorgesehen ist, wobei die gesamte, bei freigelegter Auslaßöffnung (24 a bzw. 50) des jeweils zugeordneten Tragelementes (B bzw. B' bzw. A bzw. A') diesem aus der Flüssigkeitspumpe (20) zugeführte Flüssigkeitsmenge die entsprechende kalibrierte öffnung durchfließt.

2. Hydropneumatische Abfederung nach An-