DE1480349B - Selbstpumpendes Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Tragfeder, einem in diese eingebauten hydraulischen Stoßdämpfer, einem mit der Tragfeder in Reihe liegenden Stellglied und einer Niveauregeleinrichtung mit einem Steuerschieber, der im Aufregelbereich den Durchgang durch ein Dämpfungsventil des Stoßdämpfers verschließt, so daß der Stoßdämpfer während der Fahrt des Fahrzeugs Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsraum in einen Druckraum des Stellgliedes fördert, im Abregeibereich den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum des Stellgliedes in den Vorratsraum ermöglicht, und der über zwei entgegengesetzt wirkende Federn und eine hydraulische Verzögerungseinrichtung mit Hilfe einer Regelstange federbeinwegabhängig betätigt wird.

Ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein der genannten Gattung ist aus der Schweizer Patentschrift 378 697 bekannt. Es hat den Nachteil, daß jede Radlaständerung dazu führt, daß über einen Steuerschieber sofort eine Niveauregelung erfolgt. Auch bei dynamisch bedingten Radlaständerungen sind solche Federbeine bestrebt, das Normalniveau herzustellen, was beispielsweise beim Durchfahren einer S-Kurve zu einer verkehrten Trimmlage des Fahrzeugs beim Einfahren in den zweiten Bogen der Kurve führt.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 056 487 ist ein anderes selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung bekannt, bei dem eine Pumpenstange bei einer Relativbewegung zu einer sie umgebenden Hülse aus einem Vorratsraum Dämpferflüssigkeit in einen mit dem als Feder wirkenden Gaspolster in Reihe liegenden Druckraum fördert. Ist das vorgegebene Niveau erreicht, wird ein Kugelventil aufgestoßen, so daß die Flüssigkeit zurück in den Vorratsbehälter gelangen kann. Der Betätigung des Kugelventils vorgeschaltet ist eine Hilfsdämpfeinrichtung, durch die vermieden werden soll, daß sehr kurze Fahrbahnstöße zu einer Ab-

regelung führen. Auch dieses Federbein hat den Nachteil, daß es bei Kurvenfahrten zu einer Niveauregelung kommt.

Aus der französischen Patentschrift 1 372 092 ist ein selbstpumpendes hydromechanisches Federbein mit innerer Niveauregelung bekannt, bei dem das rückwärtige Ende einer Pumpenstange zum Aufstoßen eines Abregelventils dient. Ein Vorratsraum für die Hydraulikflüssigkeit ist bei diesem bekannten Federbein über dem Stoßdämpferraum und über der Niveauregeleinrichtung angeordnet. Eine Niveauregelung während einer Kurvenfahrt wird auch bei diesem bekannten Federbein nicht verhindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Federbein der eingangs genannten Gattung so weiterzuentwickeln, daß durch die Niveauregeleinrichtung schon nach sehr kurzer Fahrstrecke das Normalniveau erreicht wird, eine danach auftretende Abweichung vom Normalniveau aber erst ausgeregelt wird, wenn sie über einen vorgegebenen längeren Zeitraum einwirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gesamtweg des Steuerschiebers in mehrere Laufabschnitte mit unterschiedlicher Verzögerungswirkung zumindest in einer Bewegungsrichtung aufgeteilt ist, wobei der Steuerschieber die Verbindung eines Verzögerungsraumes mit einem Stoßdämpferraum über Kanäle mit Rückschlagventilen und/oder festen Drosseln unterschiedlichen Durchlaßquerschnitts selbst steuert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Bewegung des Steuerschiebers aus einer mittleren Stellung in eine Abregelstellung sehr stark verzögert, während seine Rückkehr aus der Abregelstellung in diese mittlere Stellung dagegen nahezu unverzögert möglich ist, so daß der Steuerschieber praktisch nur bei Stillstand des Fahrzeugs in die Abregelstellung gelangen kann, in der er eine Ventilnadel eines Abregelventils von ihrem Ventilsitz abhebt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Federbein, und

Fig. 2 und 3 zeigen die im Kopf des Federbeins angeordneten Einrichtungen in vergrößerter Darstellung und in verschiedenen Schnittebenen;

F i g. 4 zeigt die im Federbeinkopf angeordneten Einrichtungen, teilweise schematisch und unmaßstäblich in eine Ebene projiziert.

Das Federbein ist im wesentlichen aus drei Hauptteilen aufgebaut: einem hydraulischen Stoßdämpfer, einer Tragfeder und einer Niveauregeleinrichtung mit Vorratsbehälter und Stellglied.

Der Stoßdämpfer besteht aus einem mit einer Fahrzeugachse verbundenen Stangenauge 1, das gleichzeitig als Abstützung für ein Ende der Tragfeder 2 dient und in welchem ein Schutzrohr 3 sowie eine Kolbenstange 4 befestigt sind. Auf dem Ende der Kolbenstange 4 ist ein Dämpferkolben 5 mit Hilfe einer Mutter 6 befestigt. Federplatten 7 und 8 drosseln beim Verschieben des mit Bohrungen versehenen Dämpferkolbens den Ölstrom, denn das Federbein ist bis A mit Dämpferflüssigkeit gefüllt. Der Stoßdämpfer ist außerdem nach unten zu durch eine Schraubkappe 9 verschlossen, die einen Anschlagpuffer 10 und eine Stangenführung mit einer Kolbenstangendichtung 11 aufnimmt. In der hohlen Kolbenstange 4 befindet sich eine mit Vorspannung gewickelte Zugfeder 12, deren unteres Ende fest mit einer Regelstange 13 und deren oberes Ende mit einer Haltebuchse 14 verbunden ist. Ein Dämpferzylinder 15 ist im oberen Teil erweitert und bildet mit einem Stufenzylinder 17 einen Druckraum 16 des Stellgliedes, welcher nach außen durch Dichtungen 18 und 19 abgesperrt ist. Über einen Pendelteller 20 stützt sich das andere Ende der Tragfeder 2 an dem Stufenzylinder 17 ab. Die kopfseitige Erweiterung des Dämpferzylinders 15 nimmt die Niveauregeleinrichtung auf, die aus einem Steuerschieber 21, einem Steuergehäuse 22 und einem Ventilboden 23 als Hauptteilen besteht. Ein mit dem Steuerschieber 21 fest verbundener Verzögerungskolben 24 bildet mit der Stirnseite des Steuergehäuses 22 einen Verzögerungsraum 25, der eine Feder 26 aufnimmt. Ein Dichtring 27 dichtet den Verzögerungskolben 24 gegenüber einer Buchse 28 ab. Eine im Steuerschieber 21 fest angeordnete Lochscheibe 29 bildet eine Abstützung für eine Ventilfeder 30, deren anderes Ende über eine weitere Lochscheibe 31 auf eine Ventilnadel 32 eines Abregelventils wirkt. Die Ventilnadel 32 verschließt eine Bohrung 33 und verhindert den Abfluß der Dämpferflüssigkeit aus dem Druckraum 16 über Bohrungen 34, 35 und einen Kanal 36 sowie eine Bohrung 37. Im Ventilboden 23 sitzt eine durch eine Ventilfeder 39 belastete Saugventilplatte eines in der Zugstufe wirksamen Bodenventils 38, die einen Vorratsraum 40 gegen einen Stoßdämpferraum 41 abschließt. Wie beim Stoßdämpferaufbau üblich, wird der Stoßdämpferraum 41 gegen den Vorratsraum 40 noch durch ein zweites, aus einzelnen Blattstahllamellen aufgebautes und in der Druckstufe wirksames Bodenventil 42 abgeschlossen, wobei der Weg für das Druckmittel aus dem Stoßdämpferraum 41 durch das Bodenventil 42 über eine Ringnut 43 je nach Stellung des Steuerschiebers 21 verschlossen oder offen ist. Der Vorratsraum 40 wird aus einem Gewindeflansch 44 und einem Behälterkopf 45, der über eine Metall-Gummi-Verbindung 46 mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist, gebildet.

Ein Filter 47 liegt auf einer topfartigen Abschlußmemebrane 48 aus Gummi .od. dgl. so auf, daß es ein Rückschlagventil bildet. Ein Belüftungsventil 49 verhindert einen schädlichen Unterdruck im Vorratsraum 40. Zur besseren Darstellung sind die im Steuergehäuse 22 enthaltenen Einrichtungen in F i g. 2 und 3 in vergrößertem Maßstab nochmals dargestellt. Je nach Fahrzeugniveau und Stellung des Steuerschiebers 21 steht die im Stoßdämpferraum 41 befindliche Dämpferflüssigkeit durch die in der Lochscheibe 29 befindlichen Öffnungen mit einer Steuerschieberkammer 65 und über Steueröffnungen 50 im Steuerschieber mit einem von drei Kanälen 51, 52 oder 53 in Verbindung. Bei der in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Stellung des Steuerschiebers 21 ist die Verbindung zwischen den Steueröffnungen 50 und dem oberen Kanal 51 hergestellt. Über den Kanal 51 besteht eine Verbindung über eine Bohrung 54 und eine Drossel 55, die durch Halter 56 fixiert ist, mit dem Verzögerungsraum 25. Gleichzeitig steht aber der Verzögerungsraum 25 über einen Kerzenfilter 58 (F i g. 3) und eine Drossel 59 mit dem Stoßdämpferraum 41 in Verbindung.

Die Drossel 59 weist ein wesentlich kleineres Loch auf und drosselt also viel stärker als die Drossel 55 und ist nicht gesteuert. Die beiden er-

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wähnten Drosseln sind also parallel geschaltet, wo- folgt, kann ein einziger Stoß den eventuell langsam bei die Drossel 59 am höchsten Punkt des Ver- abgesunkenen Steuerschieber 21 wieder in seine zögerungsraums 25 angesetzt ist, um die Entlüftung Warteposition zurückbefördern,
dieses Raums sicherzustellen. In der in F i g. 2 bis 4 Wird das Fahrzeug nach Beendigung der Fahrt dargestellten Stellung verschließt der Steuerschieber 5 entladen, so entspannt sich die Tragfeder 2, und die 21 den Durchgang durch das Bodenventil 42, so daß Regelstange 13 entfernt sich von der Lochscheibe die in der Druckstufe im Stoßdämpfer verdrängte 29. Da im Stillstand keine Impulse der Regelstange Flüssigkeit über ein Rückschlagventil in den Druck- 13 erfolgen, kann jetzt der Steuerschieber 21 unter raum 16 des Stellgliedes gefördert wird. der Wirkung der Feder 26 langsam absinken. Der Ist ein bestimmtes Niveau erreicht, entfernt sich io Verzögerungsraum 25 füllt sich mit Dämpferflüssigdie Regelstange 13 von der Lochscheibe 29, und der keit über die Drossel 59. Kurz vor Erreichung des Steuerschieber 21 wird von der Feder 26 über den Anschlags des Verzögerungskolbens 24 an einer An-Verzögerungskolben 24 nach unten bewegt. Wenn Schlagscheibe 63 nimmt ein Bund 64 die Lochscheibe die obere Kante des Steuerschiebers 21 die Ringnut 31 mit, so daß die Ventilfeder 30 nicht mehr auf die 43 freizugeben beginnt, dann korrespondieren die 15 Ventilnadel 32 drücken kann. Sie hebt ab und gibt Steueröffnungen 50 nicht mehr mit dem Kanal 51, den Rückfluß der Flüssigkeit aus dem Druckraum 16 sondern mit dem Kanal 52, wodurch die Ver- des Stellgliedes in den Vorratsraum 40 frei. Die bindung mit dem Verzögerungsraum 25 (s. F i g. 2) Höhe des Aufbaues über der Fahrbahn verkleinert über ein Rückschlagventil 61 hergestellt wird. Jetzt sich, bis die Regelstange 13 wieder an die Lochkann sich der Verzögerungsraum 25 ungehindert 20 scheibe 29 anstößt und den Steuerschieber 21 nach füllen. Die obere Kante des Steuerschiebers 21 läuft oben bewegt, so daß wiederum die Ventilfeder 30 bis zur unteren Kante der Ringnut 43 und verharrt auf die Ventilnadel 32 einwirkt. Setzt sich das Fahrhier, denn gleichzeitig sind die Steueröffnungen 50 zeug in Bewegung, so wird die erste Fahrtschwingung in den Kanal 53 eingetreten, welcher mit dem Ver- über die Regelstange 13 den Steuerschieber 21 so zögerungsraum 25 über ein umgekehrt wirksames 25 weit nach oben bewegen, daß seine obere Kante in Rückschlagventil 62 verbunden ist, so daß die weitere gleicher Höhe mit der unteren Kante der Ringnut 43 Abwärtsbewegung des Steuerschiebers 21 stark ge- steht. Diese Aufwärtsbewegung des Steuerschiebers bremst wird. Der Verzögerungsraum 25 kann sich 21 wird leicht ermöglicht, denn die aus dem Verjetzt nur noch über die sehr enge Drossel 59 füllen, zögerungsraum 25 verdrängte Flüssigkeit kann über so daß der Steuerschieber 21 praktisch nur im Still- 30 das Rückschlagventil 62, den Kanal 53 und die stand des Fahrzeugs noch weiter absinken kann. Da Steueröffnungen 50 in den Stoßdämpferraum 41 zudie Regelstange 13 der Bewegung des Fahrzeugrades rücktreten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Selbstpumpendes Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Tragfeder, einem in diese eingebauten hydraulischen Stoßdämpfer, einem mit der Tragfeder in Reihe liegenden Stellglied und einer Niveauregeleinrichtung mit einem Steuerschieber, der im Aufregelbereich den Durchgang durch ein Dämpfungsventil des Stoßdämpfers verschließt, so daß der Stoßdämpfer während der Fahrt des Fahrzeugs Hydraulikflüssigkeit aus einem Vorratsraum in einen Druckraum des Stellgliedes fördert, im Abregeibereich den Abfluß der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum des Stellgliedes in den Vorratsraum ermöglicht, und der über zwei entgegengesetzt wirkende Federn und eine hydraulische Verzögerungseinrichtung mit Hilfe einer Regelstange federbeinwegabhängig betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtweg des Steuerschiebers (21) in mehrere Laufabschnitte mit unterschiedlicher Verzögerungswirkung zumindest in einer Bewegungsrichtung aufgeteilt ist, wobei der Steuerschieber (21) die Verbindung eines Verzögerungsraumes (25) mit einem Stoßdämpferraum (41) über Kanäle (51, 52 und 53) mit Rückschlagventilen (61 oder 62) und/oder festen Drosseln (55 und/ oder 59) unterschiedlichen Durchlaßquerschnitts selbst steuert.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Steuerschiebers (21) aus einer mittleren Stellung in eine Abregelstellung sehr stark verzögert wird, seine Rückkehr aus der Abregelstellung in diese mittlere Stellung dagegen nahezu unverzögert möglich ist, so daß der Steuerschieber (21) praktisch nur bei Stillstand des Fahrzeugs in die Abregelstellung gelangen kann, in der er eine Ventilnadel (32) eines Abregelventils von ihrem Ventilsitz abhebt.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Steuer-Schiebers (21) aus der mittleren Stellung in eine Aufregelstellung, in der er den Durchgang durch ein als Dämpfungsventil in der Druckstufe wirkendes Bodenventil (42) des Stoßdämpfers verschließt, bis zu einer Zwischenstellung, in der er den Durchgang gerade zu verschließen beginnt, sehr stark und anschließend weniger stark verzögert wird, während seine Rückkehr aus der Aufregelstellung in die Zwischenstellung mit weniger starker Verzögerung und aus der Zwischenstellung in die mittlere Stellung nahezu unverzögert möglich ist.

4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (21) mit einem Verzögerungskolben (24) fest verbunden ist, der den Verzögerungsraum (25) abschließt, welcher ständig über einen Kanal mit einer sehr engen Drossel (59) mit dem Stoßdämpferraum (41) in Verbindung steht und durch Steueröffnungen (50) im Steuerschieber (21) bei dessen Stellung zwischen Abregelstellung und mittlerer Stellung über einen Kanal (53) mit einem in Richtung Stoßdämpferraum (41) öffnenden Rückschlagventil (62), bei dessen Stellung zwischen mittlerer Stellung und Zwischenstellung über einen Kanal (52) mit einem in Richtung Verzögerungsraum (25) öffnenden Rückschlagventil (61) und bei dessen Stellung zwischen Zwischenstellung und Aufregelstellung über einen Kanal (51) mit einer weniger engen Drossel (55) zusätzlich mit dem Stoßdämpferraum (41) verbunden wird.

5. Federbein nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (40) für die Hydraulikflüssigkeit in an sich bekannter Weise über dem Stoßdämpferraum (41) und über dem Steuerschieber (21) angeordnet ist.

6. Federbein nach den Ansprüchen 1 und 5 oder 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum (40) durch eine Abschlußmembrane (48) unterteilt wird, die mit Öffnungen versehen ist, welche durch einen als Rückschlagventil arbeitenden Filter (47) verschlossen werden.