DE1480121C

DE1480121C - Self-pumping suspension strut with internal level control, in particular for motor vehicles

Info

Publication number: DE1480121C
Authority: DE
Inventors: Leopold F. 7000 Stuttgart Schmid
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Publication date: 1972-06-08

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpen- wegung des Arbeitskolbens hydraulisch betätigt wird, des Federbein mit innerer Niveauregelung, insbe- und das untere Ende des Pumpenkolbens unterhalb sondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem des Außenflansches taucht in einen durch ein Ventil hydraulischen Schwingungsdämpfer und mindestens einseitig verschlossenen Zylinder ein. Auch bei dieeinem zu diesem koaxialen Federelement, das sich 5 sem Federbein sind die Höhenabmessungen verhältcinerseits an einem Gehäuse und andererseits über nismüßig groß.The invention relates to a self-pumping movement of the working piston is hydraulically actuated, of the strut with internal level control, especially and the lower end of the pump piston below special for motor vehicles, consisting of one of the outer flange dips into one through a valve hydraulic vibration damper and cylinder closed at least on one side. Even with them the height dimensions are related to this coaxial spring element, which is 5 sem strut on one housing and on the other hand about nismüßig large.

einen Stellzylinder einer Einrichtung zur Niveau- Schließlich ist aus der französischen Patentschriftan adjusting cylinder of a device for level- Finally is from the French patent

regelung an einer Kolbenstange des Schwingungs- 1 353 023 ein selbstpumpendes hydropneumatisches dämpfers abstützt, die einen in einem Arbeitszylm- Federbein mit innerer Niveauregelung bekanntgeder im Gehäuse des Schwingungsdämpfers verschieb- io worden, bei dem ein Pumpenkolben, der zusammen baren Arbeitskolben trägt, wobei die Einrichtung zur mit einem Saugventil und einem Druckventil die Niveaureglung bei einem Unterschreiten des Soll- Pumpeinrichtung zur Niveauregelung bildet, in das niveaus mittels einer durch die Federbewegungen untere Ende einer zentralen Bohrung der Kolbenangetriebenen Pumpeinrichtung Hydraulikflüssigkeit stange eintaucht. Jedoch baut auch dieses zum Stand aus dem Schwingungsdämpfer in den Stellzylinder 15 der Technik gehörende Federbein verhältnismäßig fördert und diese bei einem Überschreiten des Soll- hoch; es ist deshalb in den Fällen, in denen vom niveaus wieder zurückfließen läßt. Fahrzeug her gesehen nur eine geringe Bauhöhe zurcontrol on a piston rod of the vibration 1 353 023 a self-pumping hydropneumatic damper supports, which one in a Arbeitszylm- strut with internal level control is known in the housing of the vibration damper has been displaced, in which a pump piston that together Baren working piston carries, the device for having a suction valve and a pressure valve Level control when falling below the target pumping device for level control forms into which levels by means of a lower end of a central bore of the piston driven by the spring movements The hydraulic fluid pumping device is immersed in the rod. However, this also builds on the stand from the vibration damper in the actuating cylinder 15 of the technology belonging strut relatively promotes and this when the target high is exceeded; it is therefore in those cases in which dated levels flow back again. From the point of view of the vehicle, only a low overall height

Gegenstand des älteren deutschen Patents Verfügung steht, nicht verwendbar. Im übrigen un-1 480 111 ist ein selbstpumpendes Federbein der ein- terscheiden sich das Federbein nach der Erfindung gangs genannten Gattung, bei dem der Dämpferkol- ao und das bekannte Federbein schon rein gattungsben beim Ausfedern ausschließlich durch die Drosse- mäßig voneinander.Subject of the earlier German patent is available, not usable. Otherwise un-1 480 111 is a self-pumping suspension strut that differs from the suspension strut according to the invention Initially named genus, in which the damper colao and the well-known shock absorber are already purely generic when rebounding exclusively through the throttle from each other.

lung der seine Drosselöffnungen durchströmenden Auch eine andere bekannte hydropneumatischedevelopment of the flow through its throttle openings Also another known hydropneumatic

Dämpfungsflüssigkeit den erforderlichen Druck er- Fahrzeugabfederung nach der deutschen Auslegezeugt, durch den über ein Rückschlagventil die schrift I 103 157, bei der die hydraulische Kraft-Dämpfungsflüssigkeit in die Vorrichtung zur Niveau- 35 Übertragung über einen in einem Arbeitszylinder verregelung gepumpt wird. Dabei ist die Kolbenstange schiebbaren und zugleich als Stoßdämpfer wirkenden des Arbeitskolbens hohl ausgebildet und weist ober- Arbeitskolben erfolgt und die eine einen Förderkolhalb eines das Auslaßventil der Pumpeinrichtung ben aufweisende Regelanlage besitzt, baut verhältnisbildenden Druckventils eine zentrale Bohrung auf, mäßig sehr hoch.The damping fluid has the required pressure. by means of a check valve the writing I 103 157, in which the hydraulic force-damping fluid in the device for level transmission via a control in a working cylinder is pumped. The piston rod can be pushed and at the same time acts as a shock absorber of the working piston is hollow and has upper working piston and one is a delivery piston one of the outlet valve of the pumping device ben having control system, builds ratio-forming Pressure valve has a central bore, moderately very high.

die mit dem Stellzylinder der Einrichtung zur Ni- 30 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein veauregelung in Verbindung steht. Beim Einbau die- Federbein zu schaffen, das bei bester Funktionsses Federbeines in ein Kraftfahrzeug ergeben sich fähigkeit und geringer Störanfälligkeit eine wesentjedoch dann gewisse Schwierigkeiten, wenn die zur lieh verringerte Bauhöhe aufweist, so daß es auch Verfügung stehende Einbauhöhe beschränkt ist. , in Fahrzeugen mit von der Konstruktion her gege-The object of the present invention is to provide a level control is connected. When installing the strut to create the best functional ses However, the suspension strut in a motor vehicle results in an essential ability and low susceptibility to failure then certain difficulties when the lent has reduced overall height, so it too Available installation height is limited. , in vehicles with

Weiterhin ist ein selbstpumpendes Federbein mit 35 bener kleiner Einbauhöhe der Federbeine verweninnerer Niveauregelung Gegenstand des älteren deut- det werden kann.Furthermore, a self-pumping strut with 35 bener small installation height of the struts is used inside Level control subject of the older can be interpreted.

sehen Patents 1 293 047, das aus einem hydraulischen Diese Aufgabe wird bei einem Federbein der ein-see patent 1 293 047, which consists of a hydraulic This task is performed on a strut of the

Schwingungsdämpfer und einem zu diesem koaxialen gangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch Federelement besteht, das sich einerseits über einen gelöst, daß die Kolbenstange des Schwingungsdämp-Stellzyünder einer Einrichtung zur Niveauregelung 40 fers in einem zu ihr koaxialen rohrförmigen Zwiam Gehäuse und andererseits an der Kolbenstange schenstück verschiebbar geführt ist, an dem sich das des Schwingungsdämpfers abstützt, die einen in Federeleiment abstützt und das zusammen mit der einem Arbeitszylinder im Gehäuse des Schwingungs- Kolbenstange in den Arbeitszylinder eintaucht, in dämpfers verschiebbaren Arbeitskolben trägt, wobei diesem seinerseits unter Abdichtung nach außen die Einrichtung zur Niveauregelung bei einem Un- 45 verschiebbar geführt ist und dessen Innenraum durch terschreiten des Sollniveaus mittels einer durch die eine gegenüber der Kolbenstange abgedichtete Zwi-Federbewegungen angetriebenen Pumpeinrichtung schenwand in einen Vorratsraum der Einrichtung zur Hydraulikflüssigkeit aus dem Schwingungsdämpfer Niveauregelung und in deren Stellzylinder unterteilt in den Stellzylinder fördert und diese bei einem wird, in welchem die Kolbenstange mit einer Schulüberschreiten des Sollniveaus wieder zurückfließen 5° ter den Stellkolben bildet.Vibration damper and a coaxial genus named above according to the invention consists of a spring element that is released on the one hand by the fact that the piston rod of the Schwingungsdämpf-Stellzyünder a device for level control 40 fers in a tubular housing coaxial with it and on the other hand on the piston rod slidably guided is on which that of the vibration damper is supported, which supports one in Federeleiment and which, together with the one working cylinder in the housing of the vibration piston rod, dips into the working cylinder, carries the working piston that can be moved in the damper, which in turn carries the level control device with a seal to the outside is guided in a non-45 displaceable and its interior by exceeding the target level by means of a pumping device driven by the one against the piston rod sealed intermediate spring movements in a storage space of the device for hydr aulikiquid from the vibration damper level control and subdivided into its actuating cylinder promotes the actuating cylinder and this is when the piston rod flows back 5 ° ter the actuating piston when the target level is exceeded.

läßt. Dieses Federbein weist einen verhältnismäßig Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung stehtleaves. This strut has a relatively According to a further feature of the invention

komplizierten Aufbau auf und neigt deshalb im der als Beruhigungsraum ausgebildete Vorratsraum Betrieb zu Störungen; auch sind seine Höhenabmes- der Einrichtung zur Niveauregelung an seiner Untersungen verhältnismäßig groß. seite mit dem Arbeitszylinder über ein Filter enthal-complicated structure and therefore inclines in the storage room designed as a calming room Operation to disruptions; also its height dimensions are the device for level control at its submissions relatively large. side with the working cylinder via a filter

Gegenstand des älteren deutschen Patents 55 tende Bohrungen in Verbindung, wobei gemäß einem 1 202 656 ist ferner eine hydrq-dynamische Pump- weiteren Merkmal der Erfindung eine Verzögerungseinrichtung für Federbeine von Kraftfahrzeugen mit einrichtung einen ständigen, stark gedrosselten Rückhydraulischer Kraftübertragung, Niveauregelung, fluß von Hydraulikflüssigkeit aus dem Stellzylinder Schwingungsdämpferwirkung und mit einem unter in den Beruhigungsraum ermöglicht. ^Subject of the earlier German patent 55 tend holes in connection, according to a 1 202 656 is also a hydrodynamic pump- another feature of the invention is a delay device for suspension struts of motor vehicles with a permanent, strongly throttled rear hydraulic device Power transmission, level control, flow of hydraulic fluid from the actuating cylinder Vibration dampening effect and with one under in the calming area enabled. ^

der Spannung einer Feder stehenden, in die hohle ⁶° Bei einem Federbein, bei dem die Kolbenstange Kolbenstange des hydraulischen Schwingungsdämp- des Arbeitskolbens hohl ausgebildet ist und oberfers ragenden Pumpenkolben der Pumpeinrichtung. halb eines das Auslaßventil der Pumpeinrichtung Bei dieser hydro-dynamischen Pumpeinrichtung bildenden Druckventils eine zentrale Bohrung aufweist der Pumpenkolben in seinem unteren Teil weist, die mit dem Stellzylinder der Einrichtung einen Außenflansch auf, dessen Außendurchmesser 65 zur Niveauregelung in Verbindung steht, ist nach nur um weniges kleiner ist als der Außendurchmesser der Erfindung weiterhin vorgesehen, daß in das undes Arbeitskolbens des hydraulischen Schwingungs- tere Ende der durchgehenden zentralen Bohrung der dämpfers und über den er bei der Hin- und Herbe- .hohlen Kolbenstange, die unterhalb' des Druckven-the tension of a spring standing, into the hollow ⁶ °. In the case of a spring strut, in which the piston rod, the piston rod of the hydraulic vibration damper of the working piston is hollow, and the pump piston of the pumping device protrudes above. half of a pressure valve forming the outlet valve of the pumping device. In this hydrodynamic pumping device, the pump piston has a central bore in its lower part, which has an outer flange with the adjusting cylinder of the device, the outer diameter 65 of which is connected to the level control is smaller than the outside diameter of the invention, furthermore, that in the and working piston of the hydraulic oscillation lower end of the through-going central bore of the damper and via which it is in the back and forth.

«ta einen Pumpenraum bildet, ia an sich bekannter Weise ein zusammen mit einem Saugventil und dl Druckventil die Pumpeinrichtung bildender PumpeT kolben eintaucht der bei einer Hin- und Herbewegung aes Arbeitskolbens hydraulisch betätigt Sd s S=J* !^ ^da.^s Saugventil³"? Sir"Ta forms a pump chamber, generally known manner together with one suction valve and dl pressure valve immersed piston forming PumpeT the pump means of aes in reciprocation working piston hydraulically activated SD s S = J *! ^ ^There. ^s suction valve ³ "? sir

Äi?^i^ⁿ«B«to'hohlenKlb stange zwischen dem Beruhigungaraum und der den Pumpenraum bildenden zentralen Bohrung der Kolbenstange unterhalb des Druckventil* Zur Erfindung gehört auch daß Äi? ^ I ^ ⁿ «B« to'hohlenKlb rod between the calming area and the central bore of the piston rod, which forms the pump chamber, below the pressure valve. The invention also includes that

¹⁰ über eine Bohrung 3 ab und vereinigt sich mit dem aus einer Dichtung 13 austretenden Lecköl und fließt über ein Filter 11 und Bohrungen 12 in einen Ausgleichsraum 27 des hydraulischen Schwingungsdämpfers. Das aus einer Dichtung 10 austretende Lecköl fließt in den Beruhigungsraum 18. ¹⁰ via a bore 3 and combines with the leakage oil emerging from a seal 13 and flows via a filter 11 and bores 12 into a compensation chamber 27 of the hydraulic vibration damper. The leakage oil emerging from a seal 10 flows into the calming chamber 18.

Der Außendurchmesser 9 des rohrförmigen Zwischenstücks 8 wird durch einen Faltenbalg der Zusatzluftfeder 29 und der durch eine Schulter der Kolbenstange 16 gebildete Kolben des Stellzylinders 7The outer diameter 9 of the tubular intermediate piece 8 is determined by a bellows of the additional air spring 29 and the piston of the actuating cylinder 7 formed by a shoulder of the piston rod 16

-----_;e>- --- — ««" uuiuugcnenao zentra e Bohruni» aufweist, die von einem im Arbeitszylinder des Schwingungdämpfers vorgesehenen Stift nur unter^ha'^b dfs Sollniveaus verschlossen wird----- _e> - --- - """uuiuugcnenao centra e Bohruni" has to be closed by a provided in the working cylinder of the vibration damper pin only ^ha ^'b dfs target levels

Schließlich wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Außendurchmesser des rohr™ ^_tifr^SChLⁿf^Ckf^{S durch einen} Faltenba g TuV pS^St^n^l^er?J^el^C.^' ^der *" -einem cfberenFinally, according to a further feature of the invention, the outer diameter of the tube ™ ^ _ti fr ^SCh L ⁿ f ^k f ^{S by a} Faltenba g TuV pS ^S t ^ n ^ l ^he? J ^e l ^C. ^ ^{'Of the} * "-this cfberen

*^S * ^S

„,— »u oviucm unteren ende gegenüber de häuse des Schwingungsdämpfers luftdicht abge- »5 schlossen ist und eine Zusatzluftfeder bildet, deren statischer Luftdruck über ein Ventil willkürlich verändert werden kann.„, -» u oviucm lower end opposite de The vibration damper housing is hermetically sealed »5 is closed and forms an additional air spring, the static air pressure of which changes arbitrarily via a valve can be.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.In the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch ein Federbein, das mit einem oberen Auge 1 mit einem Wagenkasten und mit einem unteren Auge 28 mit einer Radaufhängung eines Fahrzeuges verbunden ist. Die Abfederung der Räder gegenüber dem Wagenkasten erfolgt über eine Schraubenfeder 30 und eine Zusatzluftfeder 29, die sich oben gegen einen Flansch eines rohrförmigen Zwischenstücks 8 und unten gegen ein Gehäuse eines hydraulischen Schwingungsdämpfers abstützen.The figure shows a longitudinal section through a strut, that with an upper eye 1 with a car body and with a lower eye 28 with a suspension of a vehicle is connected. The suspension of the wheels against the car body takes place via a coil spring 30 and an additional air spring 29, which is up against a Flange of a tubular intermediate piece 8 and below against a housing of a hydraulic vibration damper prop up.

Bei Unebenheiten der Fahrbahn entstehen ReIativbewegungen zwischen einem Arbeitskolben 22 und einem Arbeitszylinder 26 des hydraulischen Schwingungsdämpfers, die nicht nur eine Dämpfung der Schwingungen zur Folge haben, sondern auch einen Pumpenkolben 23 über einen Staukegel um einen Hub H hin- und herbewegen. Solange eine Bohrung 24 des Pumpenkolbens 23 von einem Stift 25 verschlossen ist, was nur unterhalb des Sollniveaus der Fall ist, wird von dem Pumpenkolben 23 über ein ,50 Saugventil 15 aus einem Beruhigungsraum 18 Flüssigkeit angesaugt und über ein Druckventil 14 und Bohrungen 6 und 5 in einen Stellzylinder 7 zur Höhenverstellung des Wagenkastens gepreßt. Der Pumpenkolben 23 ist in einer Bohrung 17 einer Kolbenstange 16 des hydraulischen Schwingungsdämpfers verschiebbar, welche beim Regulieren des Niveaus relativ zu dem rohrförmigen Zwischenstück 8 einen Weg E zurücklegen kann. Eine Verzögerungseinrichtung 31 sorgt für ein langsames Abfließen aus dem Stellzylinder 7, wodurch der Wagenkasten wenige Minuten nach Beendigung der Fahrt wieder unter das Sollniveau absinkt, wenn man seine Zuladung nicht entfernt. Bei Antritt der Fahrt dauert es je · nach Straßenbeschaffenheit 10 bis 40 Sekunden, bis 6:5 der voll beladene Wagenkasten über den Stellzylinder 7 auf das Sollniveau gebracht wird. Das aus einer Dichtung 4 austretende Lecköl fließt il 21 kann der statische Luftdruck innerhalb des als Zusatzluftfeder 29 wirkenden Faltenbalges verändert werden.In the event of unevenness in the roadway, relative movements occur between a working piston 22 and a working cylinder 26 of the hydraulic vibration damper, which not only dampen the vibrations, but also move a pump piston 23 back and forth by a stroke H via a cone. As long as a bore 24 of the pump piston 23 is closed by a pin 25, which is only the case below the target level, the pump piston 23 sucks in liquid from a calming chamber 18 via a suction valve 15 and via a pressure valve 14 and bores 6 and 5 pressed into an adjusting cylinder 7 for adjusting the height of the car body. The pump piston 23 is displaceable in a bore 17 of a piston rod 16 of the hydraulic vibration damper, which can cover a distance E when regulating the level relative to the tubular intermediate piece 8. A delay device 31 ensures a slow flow out of the actuating cylinder 7, as a result of which the car body drops below the target level again a few minutes after the end of the journey if its load is not removed. At the start of the journey, depending on the road conditions, it takes 10 to 40 seconds until the fully loaded car body is brought to the target level via the adjusting cylinder 7 6: 5. The leakage oil emerging from a seal 4 flows il 21, the static air pressure within the bellows acting as an additional air spring 29 can be changed.

Fig. 2 zeigt ein Schaubild für Schwingungen 32 des Rades und Schwingungen 33 des Wagenkastens, welche durch den Schwingungsdämpfer gedämpft werden müssen und die den Pumpenkolben 23 betätigen. Fig. 2 shows a diagram for vibrations 32 of the wheel and vibrations 33 of the car body, which have to be dampened by the vibration damper and which actuate the pump piston 23.

Fig. 3 zeigt das Kraft-Weg-Diagramm der federnden Mittel. A ist der maximale Weg vom Sollniveau nach oben und B der maximale Weg vom Sollniveau nach unten. C ist der Maximalwert der linear ansteigenden Federkraft der Schraubenfeder 30 und D der Maximalwert der progressiv zunehmenden Federkraft der Zusatzluftfeder 29.Fig. 3 shows the force-displacement diagram of the resilient means. A is the maximum distance up from the target level and B is the maximum distance down from the target level. C is the maximum value of the linearly increasing spring force of the helical spring 30 and D the maximum value of the progressively increasing spring force of the auxiliary air spring 29.

Claims

Patent claims:

1. Self-pumping strut with internal level control, especially for motor vehicles, consisting of a hydraulic vibration damper and at least one coaxial with it Spring element that is located on the one hand on a housing and on the other hand via an actuating cylinder a device for level control is supported on a piston rod of the vibration damper, one of which can be displaced in a working cylinder in the housing of the vibration damper Working piston carries, the device for level control when falling below the Target levels by means of a hydraulic fluid pump device driven by the spring movements promotes from the vibration damper into the actuating cylinder and these flow back again when the target level is exceeded lets, characterized in that the piston rod (16) of the vibration damper in one to her coaxial tubular intermediate piece (8) is displaceably guided, on which the spring element (helical spring 30 and additional air spring 29) is supported and that together with the piston rod (16) dips into the working cylinder (26), in this in turn with a seal Is guided outwardly displaceably and its interior by an opposite of the piston rod (16) sealed partition in a storage room (calming room 18) of the device for level control and its adjusting cylinder (7), in which the piston rod (16) forms the actuating piston with a shoulder.

2. Strut according to claim 1, characterized in that the calming space (18) trained store room of the device for level control on its underside with the

Working cylinder (26) is in communication via a filter (20) containing bores (19).

3. Strut according to claim 1 or .den claims 1 and 2, characterized in that a delay device (31) a constant, strongly restricted return flow of hydraulic fluid from the adjusting cylinder (7) into the calming chamber (18).

4. Strut according to at least one of claims 1 to 3, wherein the piston rod of the The working piston is hollow and has a central bore above a pressure valve forming the outlet valve of the pumping device, which is connected to the adjusting cylinder of the level control device, thereby characterized in that in the lower end of the through central bore (6 and 17) of the hollow piston rod (16), which forms a pump space below the pressure valve (14), in a known manner together with a suction valve (15) and the pressure valve (14) the The pump piston (23) which forms the pumping device is immersed in a reciprocating motion of the working piston (22) is actuated hydraulically.

5. Suspension strut according to claims 1 to 4, characterized in that the suction valve (15) in a radial through-hole in the hollow piston rod (16) between the calming chamber (18) and the one that forms the pump chamber central bore (17) of the piston rod is arranged below the pressure valve (14).

6. Strut according to claims 1 to 4 or 1 to 5, characterized in that the Pump piston (23) only in the central bore (17) of the piston rod that forms the pump chamber (16) is displaceably guided, attached to the working piston (22) with a resilient part is and has a through central bore (24) which is of a in the working cylinder (26) of the vibration damper provided pin (25) is only closed below the target level.

7. Strut according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the Outer diameter (9) of the tubular intermediate piece (8) through a bellows made of elastic Material is protected at its upper end opposite the tubular intermediate piece (8) and is hermetically sealed at its lower end opposite the housing of the vibration damper and an additional air spring (29), the static air pressure of which can be changed arbitrarily via a valve (21).

1 sheet of drawings