DE1430550A1 - Radfuehrungskraefte aufnehmendes,niveauregelndes hydropneumatisches Federbein,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BOSE G.m.b.H.
Eitorf/Sieg

Expl.

Radführungskräfte aufnehmendes, niveauregelndes hydro-pneumatisehes Federbein, insbesondere für

Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sicu auf Radführungskräfte aufnehmende, niveauregelnde hydro-pneumatische Federbeine, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einen Tauchkolben führenden Lagern, von denen ein äußeres Lager im Deckel und ein inneres in einer Zwischenwand des Federbeingehäuses angeordnet sind, und mit ölgefüllten Arbeitsräumen verschiedenen Druckes» die von dem Tauchkolben in ihrer ganzen oder teilweise axialen Länge durch» drungen werden und mit von der Zwischenwand getrennten Ausgleichsräumen in Verbindung stehen*

Federbeine und Teleskopdämpfer, die zur Aufnahme von Radführungskräften bestimmt sind, z.B. Federbeine, die mit dem das Fahrzeugrad tragenden Achsschenkel zu einer Baueinheit verbunden sind, werden mit dicker Kolbenstange und großer Kihrungsbasis des Kolbens ausgeführt, damit die Kolbenstange die durch Seitenkräfte hervorgerufenen Biegemomente mit geringer Materialanstrengung und geringer Verformung aufnehmen kann und außerdem die Lagerkräfte möglichst klein werden.

Bei den bekannten Federbeinen dieser Art, die naturgemäß eine große Baulänge haben, wird die große Führungsbasis durch einen großen Abstand des die Kolbenstange führenden Lagers im Deckel des Federbeins von dem am Ende der Kolbenstange sitzenden Arbeitskolben erreicht, der in dem Arbeitszylinder gleitete

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Die Führungsbasis dieser Federbeine ist veränderlich und von der axialen Stellung des Kolbens abhängige Werden derartige Federbeine als niveauregelnde hydro-pneumatische Federbeine mit von einem dichten Arbeitskolben getrennten Arbeitsräumen verschiedenen Druckes ausgeführt, so muß der den Arbeitskolben führende lange Zylinder in nachteiliger Weise mit enger Toleranz und großer Oberflächengüte hergestellt werden.

Es sind Federbeine und auch [Teleskopdämpfer mit konstanter Führungsbasis bekannt, bei denen der Kolben als Tauchkolben ausgebildet und die Führungsbasis durch den Abstand von zwei Lagern gegeben ist, die den Tauchkolben führen_o Die Erfindung löst die Aufgabe, derartige Federbeine als hydro-pneumatische Federbeine mit geringem Aufwand für eine Niveauregelung auszu·. bilden, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueröffnung im. Mantel des Tauchkolbens mit einer Steuerkante des inneren Lagers zusammen das Niveau regelt, indem in bekannter Weise bei Freigabe der Öffnung eine Verbindung der Druckräume hergestellt wird, zwischen denen unter der "vfirkung einer Pumpe oder ähnlichen Einrichtung in bekannter Weise Drucknnterschiede erzeugt und aufrechterhalten werdeiio ,

Bei einem solchen Federbein besteht der Torteil, daß nur schmale ' Führungslager mit enger Toleranz und hoher Oberflächengüte ausge-" führt werden müssen, nicht jedoch ein den Kolben führender langer Zylinder,,

Das Federbein läßt sich als selbstpumpendeο Federbein ausbilaen, wobei eine vorteilhafte Bauform erzielt wird, vrenn eine an sich bekannte am Boden des Gehäuses befestigte Pumpenstange mit den hohl ausgebildeten Tauchkolben als Pumpe zusammenarbeitet und der Pumpenzylinderdeckel als Querwand des Tauchkolbens zwischen seinem Austrittsende und der Steueröffnung angeordnet ist» Dc3r Tauchkolben kann auf seiner ganzen Länye gleichen Durchmesser haben· In diesem Falle lassen sich der Tauchkolben selbst und das

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Federbeingehäuse besonders einfach gestalten₀

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Federbeins dargestellt, und zwar zeigent

Figo 1 ein Federbein im Längsschnitt mit abgestuftem Tauchkolben, dessen kleine Fläche aus dein Gehäuse austritt und dessen Ringfläche als Pumpe arbeitet,

Figo 2 ein Federbein in Längsschnitt mit abgestuftem Tauehkolben, dessen große Fläche aus dem Gehäuse austritt und dasseu kleine i'läche als Pumpe arbeitet,

Fig. 3 ein Federbein im Längsschnitt mit abgestuftem Tauchkolben, bei dem eine am Boden befestigte Pumpenstange in dem hohlen Tauchkolben arbeitet,

Fig» 4 ei** F&derbein im Längsschnitt mit einem Tauchkolben von gleichem Durchmesser auf seiner ganzen Länge und am Boden befestigter Pumpenstange_β

Bas Federbeingehause 1 trägt in der Nähe seines Bodens 2 den Achsschenkel 3* auf dem das Fahrzeugrad 4 gelagert 1st· Der aus dem Deckel 5 austretende Tauchkolben 6 ist mit Befestigungsteilen am Fahrzeugaufbau 8 angelenkte Zur weiteren Anlenkung des Federbeins ist der Leislcer 11 zwischen Gelenk 9 am Boden 2 und Gelenk 10 am Fahrzeugaufbau 8 vorgesehene Der abgestufte Tauchkolben 6 besteht aus einem d&aneren, austretenden Schaft 12, der in dem äußeren Lager IJ d«s Deckels 5 geführt ist, und einem dickeren Schaft 14, der im inneren Lager 15 der Zwischenwand 16 geführt ist. Die Zwischenwand 16· iafeasnt den gaspolsterbelasteten J.usgleichsraum 17 von dem Ausgleicbtsraum 18_f sowie den inneren Arbeitsraum 20 von dem äußeren Arbeitsraum 21 dicht afc* Im Raum 17 sei ein höherer Druck als im Saum 18 angenommen» Der Druck im Baum 18 sei vorzugsweise größer als Atmospiiärendruck· Im folgenden wird daher von dem Hochdruckraum 17 und dem Siederdruckraum 18 gesprochen» Der innere Arbeitsraum 20, in dem der Solbenaehaft I4 die die Fahrzeuglast tragenden Federkräfte dureb Ölverdrängang erzeugt, steht über eine ventilbestückte

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Vand 19» die zur Erzeugung von Dämpfungskräften dient, mit dem Hochdruckraum 17 in Verbindung* In dem als Pumpenzylinder dienenden äußeren Arbeitsraum 21 übt die Ringfläche 22 des Stufenkolbens Verdrängerwirkung aus, wobei aus dem ITiederdruckraum 18 über die- Kanäle 23, 53» 24 sowie das Saugventil 25 Öl gesaugt und über die Kanäle 26, 27 sowie das Auslaßventil 26 in den Hohlraum 29 des Ta chkolbens 6 und somit in den inneren Arbeitsraum 2Ö gepumpt wirdo

Das innere Lager 15 ist durch einen Ringkanal 33 in zwei Lager·* stellen, die obere Lagerstelle 34 und die untere Lagerstelle 35 unterteilte Die Steueröffnung 30 im Mantel des Kolbenschaftes 14 stellt eine Verbindung des Arbeitsraumes 2o mit dem Ringkanal 33 und dem Druckraum 18 her, sobald sie die von dem Ringkanal 33 und der unteren Lagerstelle 35 gebildete Steuerkante 3I beim Aus*· fahren des Tauchkolbens 6 übersteuert» Wenn die Steueröffnung 30 bei weiterem Ausfahren des Kolbens von der oberen Lagerstelle 34 des Lagers 15 überdeckt wird und schließlich bei noch weiterem Ausfahren Verbindung mit dem Arbeitsraum 21 herstellt, ist keine Verbindung mehr zwischen Arbeitsraum 20 und Niederdruckraum 18 durch die Steueröffnung 30 vorhandene Nunmehr können weitere Öffnungen 32 im Mantel des Kolbenschaftes 14 diese Verbindung herstellen· Die Öffnung 30 ist eng ausgeführt, damit das Ablassen von Öl aus dem Raum 20 höheren Druckes in den Raum 18 langsam erfolgt, und ist von dem inneren Ende 36 des Kolbens 6 soweit entfernt,

^ganz
daß bei, ausgezogener Kolbenstellung in der die Ringfläche 22 am Deckel 5 anliegt, das Ende 36 des Kolbens 6 Außerhalb dee Lagers 15 bleibt* Dadurch wird eine schlagartige Verbindung der Druck»· räume verhindert, wenn das Ende 36 die Steuerkante 31 übersteuern würde* Die weiteren Einzelheiten des Federbeins, die nicht zur Erläuterung der Erfindung dienen, können aus der Zeichnung ent« nommen werden· Das Lager 15 umschließt den Kolbenschaft 14 so eng» daß ein Öldurchfluß des Lagerspiels ganz unterbunden ist oder nur so langsam erfolgt, daß der Betrieb des Federbeins nicht gestört wird* Hier können zusätzlich bekannte Dichtungen vorgesehen sein«

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Das Federbein nach Fig. 2 ist mit der Befestigungsöse 207 am Auifeau angelenkt· Der Tauchkolben 206 besteht aus einem dickeren Schaft 212, der aus dem Deckel 205 austritt und den Achsschenkel 203 trägt, und dem Kolbenschaft 214 kleineren Durchmessers, der mit dem inneren Arbeitsraum 220 als Pumpe zusammenarbeitet· Die Pumpe saugt über das Saugventil 225 aus dem Hlederdruckraum 21Θ und drückt über das Auslaßventil 228 in den äußeren Arbeitsraum 221, der mit dem Hochdruckraum 217 über Drosselöffnungen 219 in Verbindung steht· Im JJiederdruckraum besteht eine freie Oberfläche 240 zwischen Öl und Gas, im Hochdruokraum 217 ist die Membrane 241 als Trennwand vorgesehen» Im äußeren Arbeitsraum 221 arbeitet die Ringfläche 222 des Stufenkolbens 206 als Federkolben und trägt die anteilige Fahrzeuglast· Die Steueröffnung 230 im Mantel des Kolbenschaftes 214 hat über den Kanal 242 mit dem inneren Arbeitsraum 220 Verbindung· Solange die Öffnung 230 sich im Pumpenraum 220 befindet, erfolgt ein Hoohpumpen des Federbeins, indem Öl in den äußeren Arbeitsraum 221 gefördert wird· Sobald sich die Steueröffnung 230 im Bereich des äußeren Arbeitsraumes befindet, wird der Pumpenraum 220 nicht mehr über das Saugventil 225, sondern über den Kanal 242 gefüllt, so daß keine Förderung von Öl in den Arbeitsraum 221 mehr stattfindet· In dieser Stellung kann Öl aus dem Arbeitsraum 221 durch Undichtheiten des Saugventils 225 in <ien Niederdruckraum 218 zurückströmen· Der Kolbenschaft 212 ist in dem äußeren Lager 213 des Deckels 205 geführt, der Schaft 214 im inneren Lager 215. Für die Aufnahme von Biegemomenten durch die Radführungskräfte ist eine große Führungsbasia durch den Abstand A der beiden Lager213,215 vorhanden»

Fig. 3 zeigt ein Federbein mit einem Stufenkolben 306 und zwei Federkräfte erzeugenden Arbeitsräumen 320, 321, bei denen die am Befestigungatift 307 auftretende Federkraft gleich der Differenz der Federkräfte des dickeren Kolbenachaftes 314 im inneren Arbeitsraum 320 und der Ringfläche 322 im äußeren Arbeitsraum 321 ist· Die am Boden 302 gelenkig befestigte Pumpenstange 3^0 durchdringt

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die Querwand 36I, die im hohlen Stufenkolben 3O6 zwischen den Steueröffnungen 330 und dem Kolbenstangenaustrittsende 307 angeordnet ist, und arbeitet mit .dem Hohlraum 362 des Stufenkolbens 306 zusammen als Pumpe, wobei das Saugventil 525' aus dem Arbeitsraum 321 saugt und wrbea?· das Auslaßventil 328 in den Arbeitsraum 320 drückte Der Stufenkolben 306 ist in dem Lager 313 des Deckels 305 und dem Lager 315 der Zwischenwand 316 geführt» Die Zwischenwand 31 "6 enthält ein Dichtungsteil 363 zur Abdichtung der beiden Arbeitsräume 320, 321« Hierbei ist eine bereits vorgeschlagene 1 in einen Eolbenmantel vorgesehene Dichtungsanordnung für hydro-pneumatische Federbeine äquivalent in dem Zylindermantel des Lagers 315 vorgesehen, wobei das mit geringem Spiel auf den Kolbenscuaft 314 geführte Dichtungsteil 363 mittels der elastischen Scheibe 364 nachgiebig und dicht mit der Stirnfläche 3^5 des Lagers 315 verbunden ist und eine Hut 366 aufweist, die zusammen mit dem Dichtring 3^7 einen geschlossenen Ringraum 368 bildet, der mit einer der Hochdruckkammer 317 zugewandten, im Dichtungsteil 3&3 angeordneten Eiatlastungsnut 369 durch den Kanal 370 verbunden ist»

Das Federbein nach Fig. 4 besitzt einen durchgehenden Tauchkolben 406» Das in den inneren Arbeitsraum 420 eindringende KoIbenstangenende 414 erzeugt die Federkräfte» Die am Boden befestigte Pumpenstange 460 arbeitet in einem Pumpenzylinder 480, der in den Hohlraum 471 des Kolbens 4O6 dicht eingesetzt ist, wobei zwischen dem Außeniaantel 47² &es Zylinders 480- und dem Innenmantel 473 des Hohlraumes 471 ©in Kanal 474 vorhanden ist, der den Hohlraum 471 niii; dem Uiederdruckraum 4I8 durch die öffnung 475 im. Hantel des Kolbens 406 verbindet· Die Pumpe saugt über das Saugventil 425 aus dem Nied»rdruckraum 4I8 und fördert über das Auslaßventil 428 das verdrängte Öl in den Arbeitsraum. 420, der über Dämpfungskräfte erzeugende Öffnungen 477, 478 mit dem Kiederdruckraum 417 in Verbindung steht. Der Ausfederungshub des Federbeins ist durch den Ring- 479 "begrenzt, wenn dieser an dem äußeren Lager 413 anschlägt»

BAD OBIGiNAL -7-

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Claims (1)

1. Patentansprüche t

   1« Radführungskräfte aufnehmendes, niveauregelnd.es hydro-, pneumatisches Federbein, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einen Tauchkolben führenden Lagern, von denen ein äußeres Lager im Deckel und ein inneres in einer Zwischenwand des Federbeingehäuses angeordnet sind, und mit ölgefüllten Arbeitsräumen verschiedenen Druckes, die von dem Tauchkolben in ihrer ganzen oder teilweise axialen Länge durchdrungen werden und mit von der Zwischenwand getrennten Ausgleichsräumen in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueröffnung (30, 230, 330, 430) im Mantel des Tauchkolbens mit einer Steuerkante (31» 231» 331» 431) des inneren Lagejrs zusammen das Niveau regelt, indem in bekannter Weise bei Freigabe der öffnung eine Verbindung der Räume verschiedenen Druckes (17 mit 18, 217 mit 218, 317 mit 318, 417 mit 418) hergestellt wird, zwiscnen denen unter der Wirkung einer Pumpe oder ähnlichen Einrichtungen in bekannter Weise Druckunterschiede bestehen oder aufrechterhalten werden.

   2, Federbein nach Anspruch 1, bei dem eine am Boden des Gehäuses befestigte Pumpenstange mit dem hohl ausgebildeten Tauchkolben als Pumpe zusammenarbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenzylinderdeckel als Querwand (36I, 4-ßl) ti.es hohlen Tauchkolbens (306, 406) ausgebildet ist, die zwischen der Steueröffnung (330, 430) und dem Austrittaende (307» 407) der Kolbenstange angeordnet ist·

   3· Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (406) auf seiner ganzen Länge gleichen Durchmesser hat·

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