DE1505608B2 - - Google Patents

Description

Druck in der zum Fahrersitz führenden Steuerleitung erniedrigt, insbesondere unter den in der Arbeits kammer herrschenden Dämpfungsflüssigkeitsdruck «bracht, so wandert der Steuerkolben in eine andere Endlage, in der er die Querbohrungen in der Kolben-Γ™ freigibt und auch die Vmtilfederplatten nur ihrem normalen Einspanndruck überläßt. In dieser sTellung des Steuerkolbens liegt also die geringste Dämpfungskraft-Einstellung vor. Wegen der Willkürlichen Einstellung des den Steuerkolben beaufschlasenden Steuerdrucks durch den Fahrer hat dieser grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Dämpfungskraft wenn hier auch nur bezüglich der in der Druckstufe wirksamen Ventilfederplatten, entsprechend der jeweiligen Fahrzeugbelastung einzustellen. Jcdoch sind dabei Zwischeneinstellungen des Steuerkolbens kaum aufrechtzuerhalten, und zwar einerseits wegen des beidseitig am Steuerkolben auftretenden Druckwechsels und andererseits vegen der dynamischen Druckschwankungen der in der Arbeitskammer vorhandenen Dämpfungsflüssigkeit, die sich unter dem Einfluß der ständigen Kolbenbewegungen ereeben und direkt auf den Steuerkolben wirken. Diese dynamischen Druckwechsel sind auch dafür verantwortlich, daß der Steuerkolben entsprechende Oszillationsbeweg mgen vollführt, mithin auch inso_we„ keine ordnungsgemäße Anpassung des Dämpfungsgrades an die jeweilige Fahrzeugbelastung liefm? kann

der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein hydropneumatisch« Federbein mit Ventilfedernlatten-Arbeitskolben und über einen Steuerkolben Sgdbatem Dämpfungsgrad zu schaffen, das die vorerwähnten Mangel nicht aufweist, vielmehr bei einfa-Sr und störanfälliger Bauart eine sowohl selbsttälige als auch bessere Anpassung des Dämpfungsgrades an die jeweilige Fahrzeugbelastung ergibt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Federbein der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die eine Seite des Steuerkolbens Scr die" Längsbohrung der hohlen Kolbenstange vom Atmosphärendruck beaufschlagt wird, während auf die andere Seite der in einer Steuerkammer, die über eine Drosseleinrichtung mit der Arbeitskammer verbunden ist, herrschende, von der Fahrzeugbelastung abhängige statische Druck der Dämpfungsflüss Rkeit in der Arbeitskammer einwirkt und den Steue kolben zur Erzielung einer an sich bekannten lastabSgigen Dämpfung ständig gegen die Ventilfederplatten des Arbeifskolbens drückt.

Hierdurch wird erreicht, daß der Steuerkolben praktisch allein unter dem lastabhängigen statischen Druck der Dämpfungsflüssigkeit steht, die den Steuerkolben in ständiger Anlage, wenn auch mit lastabhängig unterschiedlichem Anpreßdruck, an den Ventilfederplatten des Arbeitskolbens hält. Der Steuerkolben und die mit ihm verschiebbaren Teile nehmen also im Betrieb des Federbeins ständig eine bestimmte festliegende Lage ein, d. h. sie sind frei von entsprechenden Oszillationsschwingungen, weil sie durch den einseitig wirkenden Dämpfungsflüssigkeitsdruck stets in ihre Anpreßrichtung gedrückt und in Anlagestellung gehalten werden, da auf der andeen Steuerkolbcnseite ständig nur der außcnatmo-Es sei hier erwähnt, daß es bei Stoßdämpfern nut selbsttätig steuerbarem Dämpfungsgrad (ff™*^ Patentschrift 1 242 903) bekannt gewesen, ist^du m Seite eines Steuerkolbens mit der Außenatmospnare zu verbinden und dessen andere Seite von demuoer einen Verdrängerkolbcn lastabhängig^ Innendruck der Dämpfungsflüssigkeit zu beaufschlagen Abgesehen davon aber, daß ^ese yorbekannte Stoßdampfereinrichtung nicht für oszillierende ^¥*^Φ™Τ

dämpfer bzw. "F^ederb.^eme/⁶^* °X_P/ vomeist, fehlt hier auch eine dem SteuerKOioen vurgc schaltete Steuerkammer, die mit der «B*»«™ Flüssigkeits-Arbeitskammer nur über eine ^osseieinrichtung verbunden sein darf, um die in aer λγ

beitskammer auftretenden dynamischen urucKwecnsei von dem Steuerkolben fernzuhalten.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann der Steuerkolben mit einem abgesetzten ronrförraigen Schaftteil gegen die in der Zugstute wima-

ao men Ventitfederplatten des Arbeitskolbens α™*βη und mit einer Innenbohrung aut einem diese veniufederplatten abstützenden Stutzring sowie mit son jn AuScnumfang in einem Steuer/ylmder abgedjcmet erschiebbar geführt sein, der über einen cue ?™™-bhlißd Dckel an dem i

verschiebbar geführt sein, der üb ?

kammer abschließenden Deckel an dem inneren Ende der Kolbenstange eingespannt ist.

We.terhin kann der Steuerte_auch di Fonn eines beiderseits offenen ^PP^¹™⁵™' ^ schenboden haben, im Inneren eines im Arbeitszylinder geführten Kolbenhemdes des Arbeitskolbens auf einem das Kolbenhemd tragenden Fuhrungsteil verschiebbar gelagert sein und mit der Stirnseite seiner einen, mit mehreren Durch«»««^K^^ Zylinderwandung den äußeren Ventilsitz der in an sich bekannter Weise in beiden Stromungsnchungen der Dämpfungsflüssigkeit wirksamen ringförmigen Ventilfederplatten bilden.

Zu einer besonders gedrängten Bauart gelangt man

dann, wenn ^mäß einem: *f^ⁿj™"™^^ findung die den Steuerkolben und die,Steuer kammer in einer erweiterten Bohrung aufaehmrade Kolben

stange an ihrem inneren £"^d« ^d^^hJS_e„ Z beitskolben tragenden Kolbenstangenzapten

schlossen ist, durch dessen «f^^f

eine mit dem Steuerkolbenfest_

stange hindurchgefuhrt ist, die über eine mng, eine Querbohrung und einen ma kannter Weise die Drosseleinrichtung ödenden porösen Metallkörper die Flussigkα jtatoe^

sehen der Steuerkammer und der f herstellt und die auf der Stirnseite des bens eine StQtzKhe.be tragt welche m. g

förmigen Stutzflansch gegen d e in der Zugstute

wirksamen ^Ventllfede!P^la"^en _n ^d™^;_]n Um die obenerwähnte Damp^

Drosseleinnchtung ™ verstorken^ ^ f ^g

noch vor, daß die mit der ^tekammer veibun

dene Steuerkammer ein volu

ment, B^in Form einer ™#£^{%_ hält. Hierdurc:h ^rd das furj^^^ru™cnsu er

forderliche Flussigkeitsvolumen vergrößert und .omii

die Verzögerungszeit ver fngert. . _d

Mehrere ^Ausfuhm"^^bcÄ^^e^ in den Zeichnungen dargeste 1 und^ ^J^

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an üblichen, in der Zugstufe wirksamen Ventilfeder- der Druckstufe selbsttätig steuerbar. In diesem Fall

platten, sind auf der Kolbenstange 31 bzw. deren abgesetz-

F i g. 2 die Steuervorrichtung bei der Anwendung tem Endteil 31' eine Stützscheibe 32, eine Zentrier-

an fliegenden, in der Zug- und Druckstufe wirksa- scheibe 33 und der Arbeitskolben 34 mit seinen

men Ventilfederscheiben und 5 Dichtungen 35, 36, 37 und 38 durch eine Mutter 39

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform, bei der der fest verschraubt. Auf dem Arbeitskolben 34, der

Steuerkolben und die ihn aufnehmende Steuerkam- über ein Führungsteil 34' ein Kolbenhemd 57 trägt,

mer in der Kolbenstange angeordnet sind. ist der Steuerkolben 40 innerhalb des Kolbenhemdes

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel 57 axial beweglich gelagert. Er bildet mit einer Oberragt in einen Arbeitszylinder 1 eines hydropneumati- io kante 41 die äußere Abstützung von fliegend gelagerschen Federbeins eine Kolbenstange 2, auf deren ab- ten, ringförmigen Ventilfederplatten 42, die sich ingesetztem Endteil 2' unter Zwischenschaltung einer nen auf der Stützscheibe 32 abstützen und so als in Stützscheibe 3 ein im Arbeitszylinder 1 verschiebbar beiden Richtungen arbeitendes Dämpferventil wirgelagerter Arbeitskolben 4 mit ersten Ventilfeder- ken. Der Steuerkolben 40 besitzt einen mit einer platten 5 für die Druckstufe und zweiten Ventilfeder- 15 Dichtung 43 versehenen Kolbenflansch 44, der zwei platten 6 für die Zugstufe sitzt. Ferner sind auf dem Steuerkammern 45 und 46 voneinander trennt. Die Endteil 2' der Kolbenstange 2 ein Stützring 7 mit Steuerkammer 45 ist über eine Bohrung 47 im Steu-Dichtungen 8 und 9 und ein Deckel 10 angeordnet. erkolben 40 sowie eine Querbohrung 48 und eine Die vorerwähnten Elemente sind durch eine Mutter Längsbohrung 49 in der Kolbenstange 31 mit der 11 fest auf dem Endteil 2' verschraubt. Auf dem 20 Außenatmosphäre verbunden. Die Längsbohrung 49 Stützring 7 ist unter Zwischenschaltung von Dichtun- der Kolbenstange 31 ist gegenüber einem Arbeitsgen 12 und 13 ein als Stufenkolben ausgebildeter raum 50 durch eine Mutter 51 abgeschlossen. Die Steuerkolben 14 verschiebbar gelagert, dessen andere Steuerkammer 46 ist durch eine als Drossel-Schaftteil 14' an den für die Zugstufe vorgesehenen düse 52 wirkende enge Bohrung mit dem Arbeits-Ventilfederplatten 6 angreift. Der Schaftteil 14' des »5 raum 50 des Arbeitszylinders 53 verbunden. Der last-Steuerkolbens 14 schließt einen Ringraum 15 ein, der abhängige Druck im Arbeitszylinder und in der über eine enge Bohrung 16 mit einem Arbeitsraum Steuerkammer 46 bestimmt somit die durch den 17 des Arbeitszylinders 1 in flüssigkeitsleitender Ver- Steuerkolben 40 übertragene Vorspannung der Venbindung steht. Der Steuerkolben 14 ist an seiner eine tilfederplatten 42.

Dichtung 18 aufweisenden Außenseite in einem 30 Beim Dämpfen in der Zugstufe strömt die Dämpgleichfalls mit einer Dichtung 19 versehenen Steuer- fungsflüssigkeit vom kolbenstangenseitigen Arbeitszylinder 20 axial verschiebbar gelagert, der über den raum 54 zwischen den Ventilfederplatten 42 und der Deckel 10 an der Kolbenstange 2 befestigt ist. Der Stützscheibi 32 in einen Ringraum 55 und von dort Steuerkolben 14 bildet mit seinem Steuerzylinder 20 über in der Steuerkolbenwandung befindliche Durchzwei durch den Steuerkolben 14 voneinander gc- 35 trittsöffnungen 56 und einen zwischen letzterer und trennte Steuerkammern 21 und 22. Die dem Arbeits- dem Kolbenhemd 57 befindlichen Ringraum 58 sokolben 4 zugewandte Steuerkammer 21 ist über eine wie durch Bohrungen 59 im Arbeitskolben 34 in den im Steuerkolben 14 befindliche Radialbohrung 23 kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 50. Beim Dämpfen und einen Ringkanal 24, eine Bohrung 25 im Stütz- in der Druckstufe strömt die Dämpfungsflüssigkeit ring 7 sowie eine Querbohrung 26 und eine Längs- 40 den umgekehrten Weg, jedoch nun zwischen den bohrung 27 in der Kolbenstange 2 mit der Außenat- Ventilfederplatten 42 und der Oberkante 41 des mosphäre verbunden. Dabei ist das untere Ende der Steuerkolbens 40. Der zwischen letzterem und dem Längsbohrung 27 durch eine Schraube 28 luftdicht Kolbenhemd 57 vorgesehene Spalt 60 dient als stänverschlossen. Die gegenüberliegende Steuerkammer diger Durchgang.

22 ist durch eine im Deckel 10 angeordnete, als +5 Bei der in Fig.3 gezeigten Ausführungsform ist Drosseldüse 29 wirkende enge Bohrung mit dem ein Kolbenstangcnzapfen 118 in die Kolbenstange Arbeitsraum 17 des Arbeitszylinders 1 ver- 119 eingeschraubt. Auf dem Kolbenstangenzapfen bunden, so daß im Arbeitsraum 17 und der Steuer- 118 werden eine Distanzscheibe 120, Ventilfederkammer 22 stets der gleiche statische Druck herrscht. platten 121 für die Druckstufe, der Arbeitskolben Innerhalb der Steuerkammer 22 ist eine in den 50 122 und Ventilfederplatten 123 für die Zugstufe mit Steuerkolben 14 eingelegte, ringförmige Gasblase 30 einer Mutter 124 gehalten. In einer Kolbenstangenangeordnet. Sie bildet ein volumenelastisches Feder- bohrung 125 befindet sich der Steuerkolben 126 mil element. einer Dichtung 127. An dem Steuerkolben 126 isi

Entsprechend der jeweils abzustützenden Last eine durch eine Längsbohrung 128 des Kolbenstan-

wird über den Schaftteil 14' des Steuerkolbens 14 55 genzapf ens 118 hindurchgeführte hohle Zugstange

eine zusätzliche Abstützkraft auf die in der Zugstufe 129 fest angeordnet, an deren anderem Ende ein«

wirksamen Ventilfederplatten 6 übertragen. Dies ge- Stützscheibe 130 mit einem Stützflansch 131 unc

schieht durch Druckbeaufschlagung der in der Steu- eine durch einen porösen Metallkörper 132 gebildet

erkammer 22 liegenden Kolbenfläche, die gegenüber Kappe gehalten sind. In der Zugstange sind ein< der Wirkfläche des Schaftteils 14', der ebenfalls 60 Längsbohrung 133 und eine Querbohrung 134 vorge

durch den Druck im Arbeitsraum des Federbeins be- sehen, die zu einer dem Arbeitskolben zugewandte!

aufschlagt ist, wesentlich größer ist, mithin eine ste- hochdruckseitigen Steuerkammer 135 führen, in de

tige, dem statischen Druck im Arbeitsraum entspre- sich eine ringförmige Gasblase 136 befindet. Auf de

chende Kraft über den Schaftteil 14' auf die Ventil- gegenüberliegenden Seite des Steuerkolbens 126 is f ederplatten 6 zu übertragen erlaubt. 65 die Kolbenstangenbohrung 125 über eine Längsboh

Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform ist rung 137 der Kolbenstange 119 mit der Atmosphär

ein Arbeitskolben mit fliegenden Ventilfederplatten verbunden. Zur Abdichtung der Kolbenstangeriboh

dargestellt. Hier ist die Dämpfung in der Zug- und in rung 125 sind an dem Flanschende des Kolbenstan

genzapfens 118 Dichtungen 138 und 139 vorgesehen. In der Steuerkammer 135 herrscht der statische Mitteldruck des Arbeitsraumes 140 des Federbeins, wodurch der Steuerkolben 126 eine Zugkraft nach oben ausübt und somit den Stützflansch 131 der Schützscheibe 130 je nach Druckhöhe mehr oder weniger stark gegen die Ventilfederplatten 123 für die Zugstufe zieht. Dadurch wird die Zugstufendämpfung lastabhängig geregelt.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 kann die Steuervorrichtung auch zusätzlich an der Druckstufenseite angebracht werden. Die in Fig. 1 und 3 vorhandene ringförmige Gasblase 30 bzw. 136 in der Steuerkammer kann insbesondere bei einem großen Kammervolumen und einem großen Regel- bzw. Steuerweg wegfallen, wenn eine ausreichende Dämpfung der dynamischen Druckschwankungen ohne dieselbe erreicht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

309539/163

Claims (5)

kennzeichnet, daß die den Steuerkolben (126) Patentansprüche: und die Steuerkammer (135) in einer erweiterten Bohrung aufnehmende Kolbenstange (119) an ih-

1. Hydropneumatisches Federbein für Fahr- rem inneren Ende durch einen den Arbeitskolben zeuge mit selbsttätig steuerbarem Dämpfungs- 5 (122) tragenden Kolbenstangenzapfen (118) vergrad, mit einem von einer hohlen Kolbenstange schlossen ist, durch dessen zentrische Längsöohgetragenen und in einem Arbeitszylinder ver- rung (128) eine mit dem Steuerkolben (126) fest schiebbar geführten Arbeitskolben, der eine mit verbundene Zugstange (129) hindurchgeführt ist, Dämpfungsflüssigkeit gefüllte und von einem die über eine Längsbohrung (133), eine Querboh-Druckgaspolster belastete Arbeitskammer im Ar- io rung (134) und einen in an sich bekannter Weise beitszylinder in einen kolbenstirnseitigen und in die Drosseleinrichtung bildenden porösen Metalleinen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum unter- körper (132) die Flüssigkeitsverbindung zwischen teilt und Flüssigkeitsdurchlässe zur gedrosselten der Steuerkammer (135) und der Arbeitskammer Verbindung dieser beiden Arbeitsräume sowie (Arbeitsraum 140) herstellt und die auf der Stirndiese Flüssigkeitsdurchlässe steuernde Ventil- 15 seite des Arbeitskolbens (122) eine Stützscheibe federplatten besitzt, an denen zur stufenlosen (130) trägt, welche mit einem ringförmigen Stütz-Steuerung des Dämpfungsgrades ein im Arbeits- flansch (131) gegen die in der Zugstufe wirksakolben oder in bzw. auf der hohlen Kolbenstange men Ventilfederplatten (123) drückt,
verschiebbar geführter Steuerkolben mit ver- 5. Federbein nach Anspruch 1 und einem der änderbarer Anpreßkraft angreift, der auf seiner 20 Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einen Seite von einem durch die hohle Kolben- die mit der Arbeitskammer verbundene Steuerstange von außen zugeführten Druck und auf sei- kammer (22, 46 oder 135) ein volumenelastisches ner anderen Seite vom Druck der Dämpfungs- Federelement, beispielsweise in Form einer ringflüssigkeit in der Arbeitskammer beaufschlagt förmigen Gasblase (30 oder 136) enthält.

wird, dadurch gekennzeichnet, daß as

die eine Seite des Steuerkolbens (14, 40 oder

126) über die Längsbohrung (27, 49 oder 137)

der hohlen Kolbenstange (2, 31 oder 119) vom Die Erfindung bezieht sich auf ein hydropneumati-Atmosphärendruck beaufschlagt wird, während sches Federbein für Fahrzeuge mit selbsttätig steuerauf die andere Seite der in einer Steuerkammer 30 barem Dämpfungsgrad, das versehen ist mit einem (22, 46 oder 135), die über eine Drosseleinrich- von einer hohlen Kolbenstange getragenen und in tung (Drosseldüse 29 oder 52 oder poröser Me- einem Arbeitszylinder verschiebbar geführten Artallkörper 132) mit der Arbeitskammer (Arbeits- beitskolben, der eine mit Dämpfungsflüssigkeit geraum 17, 50 oder 140) verbunden ist, herr- füllte und von einem Druckgaspolster belastete Arschende, von der Fahrzeugbelastung abhängige 35 beitskammer im Arbeitszylinder in einen kolbenstirnstatische Druck der Dämpfungsflüssigkeit ein- seitigen und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitswirkt und den Steuerkolben (14, 40 oder 126) zur raum unterteilt und Flüssigkeitsdurchlässe zur ge-Erzielung einer an sich bekannten lastabhängigen drosselten Verbindung dieser beiden Arbeitsräume Dämpfung ständig gegen die Ventilfederplatte sowie diese Flüssigkeitsdurchlässe steuernde Ventil-(6, 42 oder 123) des Arbeitskolbens (4, 34 oder 40 federplatten besitzt, an denen zur stufenlosen Steue- 122) drückt. rung des Dämpfungsgrades ein im Arbeitskolben

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch ge- oder in bzw. auf der hohlen Kolbenstange verschiebkennzeichnet, daß der Steuerkolben (14) mit bar geführter Steuerkolben mit veränderbarer Aneinem abgesetzten rohrförmigen Schaftteil (14') preßkraft angreift, der auf seiner einen Seite von gegen die in der Zugstufe wirksamen Ventilfeder- 45 einem durch die hohle Kolbenstange von außen zuplatten (6) des Arbeitskolbens (4) drückt und mit geführten Druck und auf seiner anderen Seite vom einer Innenbohrung auf einem diese Ventilfeder- Druck der Dämpfungsflüssigkeit in der Arbeitskamplatten (6) abstützenden Stützring (7) sowie mit mer beaufschlagt wird.

seinem Außenumfang in einem Steuerzylinder Bei einem bekannten hydropneumatischen Feder-

(20) abgedichtet verschiebbar geführt ist, der 50 bein obiger Art (USA.-Patentschrift 3 256 960) wird

über einen die Steuerkammer (22) abschließen- der Steuerkolben auf seiner einen Seite über eine in

den Deckel (10) an dem inneren Ende der KoI- der Kolbenstange vorhandene Längsbohrung und

bcnstange (2) eingespannt ist. darin befindliches Drucköl vom Fahrersitz des Fahr-

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch ge- zeuges her willkürlich mit einem entsprechenden kennzeichnet, daß der Steuerkolben (40) die 55 Steuerdruck beaufschlagt und damit entgegen der aul Form eines beiderseits offenen Dnppelzylinders der anderen Seite des Steuerkolbens unmittelbar an mit Zwischenboden hat, im Inneren eines im Ar- ihm angreifenden Druckkraft der in der Arbeitskambeitszylinder (53) geführten Kolbenhemdes (57) mer vorhandenen Dämpfungsflüssigkeit gegen dif des Arbeitskolbens (34) auf einem das Kolben- Ventilfederplatten gedrückt. In dieser Stellung des hemd (57) tragenden Führungsteil (34') ver- 60 Steuerkolbens werden durch ihn auch in der Kolbenschiebbar gelagert ist und mit der Stirnseite sei- stange vorhandene Querbohrungen verschlossen, die ner einen, mit mehreren Durchtrittsöffnungen beide Arbeitskammerhälften verbinden. Dadurct (56) versehenen Zylinderwandung den äußeren wird eine maximale Dämpfungskraft-Einstellung er Ventilsitz der in an sich bekannter Weise in bei- reicht, weil dabei nicht nur die sonst offenen Quer· den Strömungsrichtungen der Dämpfungsflüssig- 65 bohrungen in der Kolbenstange geschlossen, sonderr keit wirksamen ringförmigen Ventilfederplatten auch die Ventilfederplatten durch einen gegen sit (42) bildet. drückenden Kragen des Steuerkolbens zusätzlich ab

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch ge- gestützt bzw. versteift werden.

Wird dagegen de