DE1580236A1 - Hydro-pneumatic suspension for vehicles - Google Patents

Hydro-pneumatic suspension for vehicles

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DE1580236A1 DE19651580236 DE1580236A DE1580236A1 DE 1580236 A1 DE1580236 A1 DE 1580236A1 DE 19651580236 DE19651580236 DE 19651580236 DE 1580236 A DE1580236 A DE 1580236A DE 1580236 A1 DE1580236 A1 DE 1580236A1
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DüsseldorfDusseldorf

Hydro-pneumatische Federung für FahrzeugeHydro-pneumatic suspension for vehicles

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydro-pneumatische Federung für Fahrzeuge. Es ist bekannt, Fahrzeuge dadurch hydropneumatisch zu federn, daß für jedes der Fahrzeugräder am Fahrzeugrahmen ein Hydraulik-Zylinder vorgesehen ist und jedes der Räder an der Kolbenstange des Kolbens des ihm zugeordneten Hydraulik-Zylinders befestigt ist, wobei die Kolbenseite des Zylinders mit einem hydro-pneumatisehen Druckspeicher verbunden ist. Es istferner bekannt, bei solcher Anordnung die Hydraulikzylinder zweier Fahrzeugräder, beispielsweise des vorderen und hinteren Fahrzeugrades einer Fahrzeugseite, miteinander durch eine Flüssigkeitsleitung zu verbinden. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung einer solchen Anordnung mit dem Ziel, zu verhindern, daß der Wagen bei einer statischen Belastungsänderung, z.B. durch ein Beladen, das hauptsächlich auf eine Achse wirkt, sich schief stellt.The invention relates to a hydro-pneumatic suspension for vehicles. It is known to provide hydropneumatic suspension of vehicles in that a hydraulic cylinder is provided for each of the vehicle wheels on the vehicle frame and each of the Wheels is attached to the piston rod of the piston of the hydraulic cylinder assigned to it, the piston side of the Cylinder connected to a hydro-pneumatic pressure accumulator is. It is also known, in such an arrangement, the hydraulic cylinders of two vehicle wheels, e.g. front and rear vehicle wheel of a vehicle side to be connected to one another by a fluid line. the The invention aims to improve such an arrangement with the aim of preventing the wagon from being subject to a static load change, e.g. due to loading, which mainly acts on one axis, is crooked.

Gemäß der Erfindung wird bei hydro-pneumatisch'er Federung der vorgenannten Art der eine eines solchen Paares von Hydraulikzylindern als einseitig wirkender Zylinder, also als ein Plungerzylinder, und der andere Zylinder als ein doppelt wirkender Zylinder ausgebildet, und die Kolbenseite des erstgenannten Zylinders mit der Koibenstangenseite des zweitgenannten Zylinders durch eine Flüssigkeitsleitung verbunden. Dabei stehen die wirksame Kolbenfläche des Plungerzylinders und die wirksame Ringfläche des zweitgenannten Zylinders in einem bestimmten Verhältnis, dessen Größe von der Lage des ot Lastangriffspunktes bezüglich der Zylinder bestimmt wirdjin vielen Fällen ist es daher zweckmäßig, diese beiden Flächen cnAccording to the invention, in the case of hydro-pneumatic suspension, the aforementioned type of one of such a pair of hydraulic cylinders as a unidirectional cylinder, so as a Plunger cylinder, and the other cylinder designed as a double-acting cylinder, and the piston side of the former Cylinder with the Koibenstangseite of the latter Cylinder connected by a liquid line. This is the effective piston area of the plunger cylinder and the effective annular area of the second-mentioned cylinder in a certain ratio, the size of which is determined by the position of the ot load application point in relation to the cylinder jin In many cases it is therefore appropriate to use these two surfaces cn

"^ gleich groß zu machen."^ to make the same size.

ot Zwischen jedem der Zylinder und seinem Druckspeieher können, Λη ansich bekannter Weise, Drosselelemente angeordnet werden. Vorzugsweise Wird ein einstellbares Drosselelement in die genannte Flüssigkeitsleitung eingebaut; ferner kann ein weitererot Between each of the cylinders and its pressure reservoir, Λη in a manner known per se, throttle elements are arranged. Preferably, an adjustable throttle element is included in the said Built-in liquid line; furthermore, another

■■■' ■■■.■■.■.' . ■■ ■ ■ . . - 2 - S ■■■ '■■■. ■■. ■.' . ■■ ■ ■. . - 2 - p

Druckspeicher mit. der Kolbenstangenseite des doppelt v/irkenden Hydraulikzylinders verbunden sein.Pressure accumulator with. be connected to the piston rod side of the double acting hydraulic cylinder.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung: Fig. 1 zeigt schematisch den Grundgedanken der Erfindung. Pig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel im einzelnen. Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung.The drawing shows exemplary embodiments of the invention: Fig. 1 shows schematically the basic idea of the invention. Pig. 2 shows an exemplary embodiment in detail. Fig. 3 shows another embodiment of the invention.

In Fig. 1 und 2 ist ein Vorderrad mit dem Kolben 2 eines Plungerzylinders 3 verbunden, dessen Kolbenraum 3* über eine Leitung M mit einem hydraulischen Druckspeicher 5 und über eine Leitung 6 mit dem Ringraum 7* eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders 7 verbunden ist, an dessen Kolben 8 ein Hinterrad 9 befestigt ist. Der Kolbenraum 7 ** des Zylinders 7 ist über eine Leitung 10 mit einem Druckspeicher verbunden. ■1 and 2, a front wheel is connected to the piston 2 of a plunger cylinder 3, the piston chamber 3 * of which is connected via a line M to a hydraulic pressure accumulator 5 and via a line 6 to the annular chamber 7 * of a double-acting hydraulic cylinder 7, a rear wheel 9 is attached to its piston 8. The piston chamber 7 ** of the cylinder 7 is connected to a pressure accumulator via a line 10. ■

In weiterer Ausführung der Erfindung ist, gemäß Abb. 2 in die Leitung 4 ein Drosselelement 12, in die Leitung 10 ein Drosselelement 13 und in die Leitung 6 ein Drosselelement I1J eingebaut. Ein Druckspeicher 15 ist an die Leitung 6 zwischen dem Drosselelement I1I und dem Ringraum 7 * des Zylinders 7 angeschlossen. Die Drosselelemente 12, 13 und 1Ί können von beliebiger Art sein. In der Zeichnung bestehen sie aus zwei parallel geschalteten, entgegengesetzt gerichteten Rückschlagventilen R1 und R2 und zwei einstellbaren Drosselstellen D1 und Dp*In a further embodiment of the invention, according to FIG. 2, a throttle element 12 is installed in the line 4, a throttle element 13 in the line 10 and a throttle element I 1 J in the line 6. A pressure accumulator 15 is connected to the line 6 between the throttle element I 1 I and the annular space 7 * of the cylinder 7. The throttle elements 12, 13 and 1Ί can be of any type. In the drawing, they consist of two parallel-connected, oppositely directed check valves R 1 and R 2 and two adjustable throttling points D 1 and Dp *

Die Fig. 3 zeigt eine Ergänzung der rechten Seite der Fig. 2 durch eine Niveauregelung. Ein Niveauregelventil l6 ist fest mit einem Teil des Wagenkastens, im dargestellten Fall mit dem Zylinder 7 verbunden. Es verbindet den Zylinderraum 7 **.-■ über eine Leitung 17 je nach Betätigiingsrichturig entweder mit einer Leitung 18 oder mit einer Leitung 19. Die Leitung 18 ist mit einer nicht näher bezeichneten Druckquelle 20, die Leitung 19 mit einem Vorratsbehälter 21 verbunden.FIG. 3 shows an addition to the right-hand side of FIG. 2 by level control. A level control valve l6 is fixed with part of the car body, in the case shown with connected to the cylinder 7. It connects the cylinder space 7 ** .- ■ via a line 17, depending on the actuation, either with a line 18 or with a line 19. The line 18 is with an unspecified pressure source 20 which Line 19 is connected to a storage container 21.

909885/08 28909885/08 28

Die Betätigung des Ventils 16 erfolgt über einen Ventilschieber 22, der über ein Federglied 23 mit einem an der Kolbenstange 24 des Kolbens 8 des Zylinders 7 befestigten Hebel 25 verbunden ist.The actuation of the valve 16 takes place via a valve slide 22, which via a spring member 23 with one on the Fasten the piston rod 24 of the piston 8 of the cylinder 7 Lever 25 is connected.

Die Wirkungsweise dieses Systems ist wie folgt:This system works as follows:

Bei unbeladenem Fahrzeug nehmen die Kolben 2 und 8 beispielsweise die in Fig. 1 und 2 gezeigte Stellung ein. Wird das Fahrzeug nun derart beladen, daß die Last P in Achsrichtung des Zylinders 7 wirkt, so erhöht sich der Flüssigkeitsdruck im Zylinderraum 7**; infolgedessen wird Flüssigkeit durch die Leitung 10 und das Drosselelement 13 in den Druckspeicher 11 verdrängt. Der verdrängten Menge entsprechend geht der Kolben um einen bestimmten Weg aufwärts, beispielsweise möge seine Kolbenfläche 8*' dann die durch eine gestrichelte Linie der Fig. 2 bezeichnete Stelle einnehmen. Infolge des dadurch im Ringraum 7" entstandenen größeren Volumens wird aus dem Raum 3» des Zylinders 3 Flüssigkeit nachströmen. Da der Flüssigkeitsdruck im Druckspeicher 5 ebenso groß war wie der Flüssigkeitsdruck im Kolbenraum 3*, kann aus dem Druckspeicher 5 keine Flüssigkeit abgesaugt werden. Da in diesem Beispiel die Kolbenfläche 2» des Kolbens2ebenso groß ist wie die Ringfläche 8J des Kolbens 8, bewegt sich der Kolben 2 genauso weit nach oben wie der Kolben 8, so daß also seine Kolbenfläche 2* eine Stellung einnimmt, die durch eine gestrichelte Linie bezeichnet ist. Die beiden Zylinder 3 und 7 gehen also im Verhältnis zu den Fahrzeugrädern 1 und 9 In gleicher Weise herunter, d.h. der Fahrzeugrahmen wird durch die Belastung P nicht schief gestellt. Bei Abwärtsbewegung des Kolbens 8^ erfolgt der Vorgang in uifigekehrter Weise.When the vehicle is unladen, the pistons 2 and 8 assume the position shown in FIGS. 1 and 2, for example. If the vehicle is now loaded in such a way that the load P acts in the axial direction of the cylinder 7, the fluid pressure in the cylinder chamber 7 ** increases; As a result, liquid is displaced into the pressure accumulator 11 through the line 10 and the throttle element 13. Corresponding to the displaced amount, the piston goes up a certain distance, for example its piston surface 8 'may then occupy the point indicated by a dashed line in FIG. 2. As a result of the larger volume created in the annular space 7 ″, liquid will flow in from the space 3 »of the cylinder 3 in this example, the piston surface 2 'of the piston 2 is as large as the ring surface 8 J of the piston 8, the piston 2 is moved as far up as the piston 8, so that, therefore, its piston area 2 * assumes a position by a The two cylinders 3 and 7 thus descend in the same way in relation to the vehicle wheels 1 and 9, ie the vehicle frame is not tilted by the load P. When the piston 8 ^ moves downward, the process is reversed .

Bis hierher wurde nur die Wirkung einer statischen Belastungsänderung beschrieben. Bei dynamischem Fahrverhalten, z.B. beim Überfahren einer Bodenwelle 26 kann die gegenseitige Beeinflussung zwischen den Zylindern 3 und 7 unerwünscht sein. Sie wird weitgehend vermieden durch die Trägheit der zu bewegendenSo far, only the effect of a static change in load has been described. With dynamic driving behavior, e.g. with Driving over a bump 26, the mutual influence between the cylinders 3 and 7 can be undesirable. she is largely avoided by the inertia of those to be moved

909885/0828 4 909885/0828 4

Massen und durch die·Dämpfungseigenschaften des Systems. Die Flüssigkeit wird dabei hauptsächlich in die entsprechenden Druckspeicher 5 * Ii verdrängt bzw. aus ihnen entnommen. Ein weiteres Mittel zur "Verringerung unerwünschter Bewegungen stellt das in die Leitung 6 eingebaute Drosselelement 14 dar. Mit Hilfe dieses Drosselelementes I2J wird der ölstrom zwischen den beiden Zylindern so weit gedrosselt, daß wohl ein langsamer Druckausgleich möglich ist, der schnelle Durchsatz einer größeren Flüssigkeitsmenge aber verhindert wird. Zur Vermeidung von Kavitation im Ringraum 7* des Zylinders 7 kann der Druckspeicher 15 dienen, der den wechselnden Flüssigkeitsbedarf im Ringraum 7» 'bei starker Drosselung in der Leitung 6 durch das Drosselelement 14 deckt. Die Drosselelemente 12 und 13 dienen zur Einstellung günstiger Dämpfungseigenschaften der Federelemente.Masses and through the damping properties of the system. The liquid is mainly displaced into or removed from the corresponding pressure accumulators 5 * Ii. The throttle element 14 built into the line 6 represents a further means of reducing undesired movements. With the aid of this throttle element I 2 J, the oil flow between the two cylinders is throttled to such an extent that a slow pressure equalization is possible, the rapid throughput of a larger one To avoid cavitation in the annular space 7 * of the cylinder 7, the pressure accumulator 15 can be used, which covers the changing fluid requirements in the annular space 7 '' when there is strong throttling in the line 6 by the throttle element 14. The throttle elements 12 and 13 are used for setting favorable damping properties of the spring elements.

Soll auch die Bodenfreiheit des Wagenkastens konstant gehalten werden, empfiehlt sich die Verwendung eines Niveauregelventiles 16, wobei das Vorhandensein einer ausreichend dimensionierten Flüssigkeitsquelle im Fahrzeug vorausgesetzt wird. Die Verstellung des Ventilschiebers 22 erfolgt als Folge von Relativbewegungen.zwischen Zylinder 7 und Rad 9· Die übertragung dieser Bewegungen erfolgt über das Federglied 23» das den Ventilschieber 22 mit einem Hebel 25 verbindet, der an der Kolbenstange 24 befestigt ist. Federt das Rad 9 beispielsweise infolge einer Fahrbahnunebenheit 26 schnell ein und wieder aus, so werden diese Bewegungen von dem Federglied 23 aufgenommen, wegen der Schnelligkeit der Bewegungen und der Trägheit des Ventilschiebers 22 aber nicht auf das Niveauregelventil 1 6 übertragen. Eine solche übertragung erfolgt vielmehr nur bei sehr langsamen Bewegungen. In einem solchen Fall bewirkt ein Einfedern des Kolbens 8 eine Verstellung des Niveauregelventils derart, daß Flüssigkeit von der Druckquelle 20 Über Leitungen i8 und 17 in den Zylinderraum 7»* des Zylinders 7 strömt lind dadurch diesen so lange anhebt,If the ground clearance of the car body is to be kept constant, the use of a level control valve is recommended 16, assuming the presence of a sufficiently dimensioned source of liquid in the vehicle will. The adjustment of the valve slide 22 takes place as a result of relative movements. Between cylinder 7 and wheel 9 These movements are transmitted via the spring element 23 which connects the valve slide 22 to a lever 25 which is connected to the piston rod 24 is attached. The wheel 9 springs for example on and off again quickly as a result of an uneven road surface, these movements are caused by the spring member 23 recorded, but not on the level control valve because of the rapidity of the movements and the inertia of the valve slide 22 1 6 transferred. Rather, such a transmission only takes place with very slow movements. In such a In the event, a compression of the piston 8 causes an adjustment of the level control valve in such a way that liquid from the pressure source 20 Via lines i8 and 17 into the cylinder chamber 7 »* of the cylinder 7 flows and thereby lifts it for so long

9Q9885/Ö8289Q9885 / Ö828

bis ein Ausgleich erzielt ist. Beim Ausfedern des Kolbens 8 erfolgt ein Ablassen der Flüssigkeit aus dem Zylinderraum 7*» über die Leitungen 17 und 19 in den Vorratsbehälter 21 ebenfalls bis sich ein Ausgleich eingestellt hat.until an equalization is achieved. When the piston rebounds 8 the liquid is drained from the cylinder chamber 7 * » Via the lines 17 and 19 into the storage container 21 also until an equalization has set in.

Pat ent ansprüche:Patent claims:

-6--6-

909885/0828909885/0828

Claims (5)

Pat e η t a η s ρ r ü c h ePat e η t a η s ρ r ü c h e 1. Hydro-pneumatische Federung für Fahrzeuge, bei der jedes der Fahrzeugräder verbunden ist mit dem Kolben eines ihm zugeordneten Hydraulik-Zylinders, dessen Kolbenseiten mit einem hydro-pneumatischen Druckspeicher verbunden sind, wobei die Zylinder, die zwei Rädern zugeordnet sind, durch eine Flüssigkeitsleitung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Zylinder (3) eines solchen Paares von Zylindern -(3,-1O als einseitig wirkender Zylinder (Plunger-Zylinder) und der andere Zylinder (7) als doppelt wirkender Zylinder ausgebildet ist, und daß die genannte Flüssigkeitsleitung (6) die Kolbenseite (3*) des erstgenannten Zylinders (3) mit der Kolbenstangenseite (7*) des zweitgenannten Zylinders verbindet.1. Hydro-pneumatic suspension for vehicles, in which each of the vehicle wheels is connected to the piston of a hydraulic cylinder assigned to it, the piston sides of which are connected to a hydro-pneumatic pressure accumulator, the cylinders, which are assigned to two wheels, through a fluid line are connected to one another, characterized in that one of the cylinders (3) of such a pair of cylinders - (3, - 1 O is designed as a single-acting cylinder (plunger cylinder) and the other cylinder (7) is designed as a double-acting cylinder, and that said liquid line (6) connects the piston side (3 *) of the first-mentioned cylinder (3) with the piston rod side (7 *) of the second-mentioned cylinder. 2. Hydro-pneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche (2*) des Plungerzylinders (3) und die wirksame Ringfläche (8*) des anderen Hydraulik-Zylinders (7) ungefähr gleich groß sind.2. Hydro-pneumatic suspension according to claim 1, characterized in that that the effective piston area (2 *) of the plunger cylinder (3) and the effective annular area (8 *) of the other Hydraulic cylinder (7) are approximately the same size. 3. Hydro-pneumatische Federung nach Anspruch ί oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung der Zylinderräume (3j7*) der Zylinder (3,7) mit den Druckspeichern (5,11) Drosselelemente (12,13) vorgesehen sind.3. Hydro-pneumatic suspension according to claim ί or 2, characterized characterized that in the connection of the cylinder spaces (3j7 *) the cylinder (3,7) with the pressure accumulators (5,11) throttle elements (12,13) are provided. 4. Hydro-pneumatische Federung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbares Drosselelement (I1O in der genannten Flüssigkeitsleitung (6) liegt.4. Hydro-pneumatic suspension according to one of claims 1 to 3, characterized in that an adjustable throttle element (I 1 O in said liquid line (6) is located. 5. Hydro-pneumatische Federung nach einem der Ansprüche 1 fels 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Ringraum (7*) des doppelt wirkenden Zylinders (7) mit einem Druckspeicher (15) verbunden ist.5. Hydro-pneumatic suspension according to one of claims 1 rock 4, characterized in that the annular space (7 *) of the double-acting cylinder (7) is also connected to a pressure accumulator (15) is. 9Q9885/081Ö9Q9885 / 081Ö
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