DE1630058B1

DE1630058B1 - Hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregeleinrichtung

Info

Publication number: DE1630058B1
Application number: DE19671630058
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dr-Ing Hoffmann; Manfred Loehr
Original assignee: Hoesch AG
Current assignee: Hoesch AG
Priority date: 1967-10-09
Filing date: 1967-10-09
Publication date: 1971-10-28
Also published as: US3547465A; GB1201983A; NL6813728A; BE721927A; FR1586284A

Description

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Die Erfindung betrifft ein hydropneumatisches schrift 1 128 309 hat als Regelorgan Radialbohrungen Federbein mit innerer Niveauregeleinrichtung zum vorgesehen, die dadurch abgedichtet werden, daß sie Anschluß an eine außen liegende Druckmittelquelle, von der Innenwand der hohlen Kolbenstange überinsbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüll- deckt werden. Durch diese gleitende Abdichtung ist ten Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen 5 die Gefahr eines vorzeitigen großen Verschleißes und Kolbenstange getragenen und mit Dämpfungsorganen damit die eines Undichtwerdens gegeben,
versehenen Arbeitskolben in einen kolbenstirnseiti- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gen und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauunterteilt wird, von denen der kolbenstirnseitige regeleinrichtung zu schaffen, bei dem ein am Boden Arbeitsraum mit einem von einer Arbeitsgasfeder io des Arbeitszylinders abgestütztes, mit den Regelbelasteten und von dieser durch eine Membran ge- ventilen zusammenwirkendes Regelteil von der KoI-trennten Ölraum in Verbindung steht, mit Anschlüs- benstange mitnehmbar angeordnet ist und bei dem sen für eine von der Druckmittelquelle kommende die das Auf- und Abregein steuernden Ventile als Hochdruckleitung und für eine Rücklaufleitung, die Hubventile ausgebildet sind, wodurch eine baulich in die Kolbenstangenbohrung bzw. in ein zentrisch 15 einfachere, weniger beanspruchte und nicht verin der Kolbenstangenbohrung angeordnetes Rohr schleißanfäUige Niveauregeleinrichtung erzielt wird, münden, und mit der Niveauregeleinrichtung, die Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem aus einem Aufregelventil zur Verbindung des kolben- Federbein der eingangs genannten Gattung dadurch stirnseitigen Arbeitsraumes mit der Hochdrucklei- gelöst, daß ein das genannte Regelteil bildendes tung und einem Abregelventil zu dessen Verbindung ao Regelrohr, dessen Innenraum über das in der KoI-mit der Rücklaufleitung besteht, welche als weg- benstangenbohrung angeordnete Rohr mit der Rückabhängig von der Stellung der Kolbenstange im Iaufleitung verbunden ist, sich an einem Ende mit Arbeitszylinder betätigte Hubventile ausgebildet, einem das Abregelventil bildenden durchbohrten zentrisch in der hohlen Kolbenstange angeordnet sind Stopfen an dem Boden des Arbeitszylinders abstützt, und mit dieser und mit einem an einem Boden des 25 gegen den es durch eine Ventilfeder gedrückt wird, Arbeitszylinders abgestützten Regelteil zusammen- mit seinem anderen Ende in der Kolbenstangenbohwirken. rung verschiebbar gelagert ist und einen Anschlag

Hydropneumatische Federbeine dieser Gattung aufweist, durch den es im Abregeibereich von einer

sind bekannt, beispielsweise aus der französischen Schulter der hohlenKolbenstange mitgenommen wird,

Patentschrift 1 224 488. Bei diesem Federbein be- 30 so daß das Abregelventil von seinem Sitz am Boden

stehen die Dämpfungsorgane im Arbeitskolben nur abgehoben wird, und mit dem es im Aufregelbereich

aus einer Drosselöffnung. Das hat den Nachteil, daß das mit seinem Ventilkörper abgedichtet auf dem Re-

die Dämpfung in der Zugstufe und die Dämpfung gelrohr verschiebbar gelagerte Aufregelventil von sei-

in der Druckstufe nicht getrennt eingestellt werden nem Ventilsitz in der mit der Hochdruckleitung verbun-

können. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung 35 denen Kolbenstangenbohrung abhebt. Das Regekohr

wird darin gesehen, daß das am Boden des Arbeits- weist an seinem in die Kolbenstangenbohrung hin-

zylinders abgestützte Regelteil ein feststehender Tasi- einragenden Ende einen innen mit einer Dichtung

stift ist. Somit ist für den Taststift eine Länge erfor- versehenen Führungskopf auf, mit dem es auf dem

derlich, die größer sein muß, als der gesamte Hub. mit der Rücklaufleitung verbundenen Rohr ver-

Hierdurch wird der Taststift jedoch sehr stark knick- 40 schiebbar gelagert ist. An dem Führungskopf des

gefährdet. Bei diesem bekannten Federbein liegen Regelrohrs stützt sich eine Ventilfeder des Aufregel-

mit dem Aufregelventil eine Drosselbohrung und ein Ventils ab.

Rückschlagventil und mit dem Abregelventil eben- In weiterer Ausgestaltung des Federbeins, bei dem falls eine Drosselbohrung in Reihe. Aus der USA.- mit dem Aufregelventil eine Drosselbohrung und ein Patentschrift 2 976 032 ist ein ähnliches Federbein 45 in Richtung zum kolbenstirnseitigen Arbeitsraum hin bekannt, das keinen mit Dämpfungsorganen ver- öffnendes Rückschlagventil in Reihe liegen, geht die sehnen Kolben hat, sondern eine hohle Stange wirkt Kolbenstangenbohrung im Bereich des Arbeitskolals Plunger. Die Dämpfungsorgane werden durch für bens in die mit dem Aufregelventil in Reihe liegende Zug- und Druckstufe getrennte Bodenventile gebil- Drosselbohrung über, die in eine Ausnehmung mündet. Damit ist der Nachteil verbunden, daß die Zug- 50 det, in der das mit dem Aufregelventil in Reihe stufe für die Dämpfung vom Druck der Arbeitsgas- liegende Rückschlagventil angeordnet ist.
feder begrenzt wird. Da in der Zugstufe im allgemei- Bei einer weiteren Ausführungsform des Federnen aber der Hauptanteil der Dämpfungskraft liegt, beins, bei der mit dem Abregelventil eine Drosselist es zweckmäßig, die Dämpfungskraft durch einen bohrung in Reihe liegt, ist der Innenraum des Regelmit Dämpfungsventilen versehenen Kolben aufzu- 55 rohres durch die mit dem Abregelventil in Reihe bringen. liegende Drosselbohrung mit der zu dieser koaxialen

Ein Federbein mit innerer Niveauregelung, bei Bohrung des das Abregelventil bildenden Stopfens

dem die Dämpfungskraft durch einen mit Dämp- verbunden.

fungsventilen versehenen Kolben aufgebracht wird, Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an

ist zwar aus der französischen Patentschrift 1 477 042 60 Hand von Abbildungen erläutert, von denen

bekannt, doch steuert bei diesem bekannten Feder- F i g. 1 ein Federbein im Normalbereich,

bein die innere Niveauregeleinrichtung die Förder- F i g. 2 im Aufregel-und

richtung einer ständig angetriebenen außen liegenden F i g. 3 im Abregeibereich

Pumpe. Das hat den großen Nachteil, daß für jedes wiedergibt.

Federbein eine eigene fremdangetriebene Pumpe er- 65 Ein Federbein 11 ist mit einer oberen Aufhängung

forderlich ist. 12 an einem Aufbau, mit einer unteren Aufhängung

Ein anderes bekanntes Federbein mit innerer 13 an einer Radachse eines Fahrzeuges befestigt. Die

Niveauregeleinrichtung nach der deutschen Auslege- untere Aufhängung 13 ist mit einem Boden 14 eines

Claims

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Außenrohres 15 verbunden, während die andere, die raum 26 in Verbindung steht, in den kolbenstirnoffene Seite des Außenrohres 15 mit einem, eine seitigen Arbeitsraum 26. Durch die Drosselbohrung Kolbenstangendichtung 16 aufnehmenden Deckel 17 311 wird der Aufregelvorgang verzögert, so daß bei verschlossen ist. In einem in den Boden des Außen- kurzzeitigem Öffnen des Aufregelventils 43, beispielsrohres 15 eingesetzten und vom Deckel 17 gehaltenen 5 weise beim Durchfahren von Schlaglöchern oder bei Arbeitszylinder 18 wird ein mit Dämpfungsorganen Kurvenfahrt, keine sofortige Ausregelung erfolgt,
ausgestatteter Arbeitskolben 19 geführt. Als Dämp- Der Aufregelvorgang ist beendet, wenn die KoI-fungsorgane sind federbelastete Dämpfungsventile 20 benstange 30 so weit ausfährt, daß das Aufregel- und 21 bekannter Bauart vorgesehen, die mit Dros- ventil 43 wieder auf dem Ventilsitz 301 liegt. Das selbohrungen 22 und 23 im Arbeitskolben 19 zusam- io Rückschlagventil 46 und eine zu diesem parallele menwirken. Durch einen abdichtenden Kolbenring 24 Dichtung 47 sind für den Fall erforderlich, daß wird der Innenraum des Arbeitszylinders 18 in einen durch mehrmaliges Auf- und Abregein im Stand kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 25 und in einen Druckausgleich zwischen der Arbeitsgasfeder 27 und kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 26 unterteilt. Eine dem Hochdruckspeicher 39 eintritt. Bei Druckaus-Arbeitsgasfeder 27 ist in dem von dem Außenrohr 15 15 gleich und eingefahrener Kolbenstange 30 würde das und dem Arbeitszylinder 18 gebildeten Ringraum Fahrzeug auf den Gaskissen dieser beiden Räume untergebracht, in dem eine Membran 28 die Arbeits- federn, wobei die Federkennlinie sehr flach vergasfeder 27 von einem Ölraum 29 trennt. Eine Aus- laufen würde. Durch das Rückschlagventil 46 und sparung 181 im Arbeitszylinder 18 stellt eine Ver- die Dichtung 47 wird erreicht, daß das Fahrzeug in bindung zwischen dem kolbenstirnseitigen Arbeits- 20 diesem Zustand nur auf der Arbeitsgasfeder 27 raum 26 und dem Ölraum 29 her. federt.

Der Arbeitskolben 19 sitzt auf einer hohlen KoI- Beim Entladen des Fahrzeuges fährt die Kolbenbenstange 30, der der Deckel 17 als Kolbenstangen- stange 30 aus, das Regelrohr 35 wird über seinen Anführung dient und deren Kolbenstangenbohrung 31 schlag 351 von einer Schulter 302 der Kolbenstange auf der einen Seite durch die obere Aufhängung 12 25 30 mitgenommen, und dadurch wird das Abregelverschlossen ist. In diese Kolbenstangenbohrung 31 ventil 41 vom Boden 14 des Außenrohres 15 abgeragt ein mit ihr koaxial verlaufendes, in der oberen hoben, so daß die Flüssigkeit aus dem kolbenstirn-Aufhängung 12 befestigtes Rohr 32, das über eine seitigen Arbeitsraum 26 durch die Bohrung 411, eine Rücklaufleitung 33 mit einem Niederdruckvorrats- Drosselbohrung 48 in den Innenraum 40 des Regelraum 34 (Fig.3) verbunden ist. Das freie andere 30 rohres 35 und von dort über das Rohr 32 und die Ende dieses Rohres 32 taucht in ein teilweise von der Rücklaufleitung 33 zum Niederdruckvorratsraum 34 Kolbenstangenbohrung 31 aufgenommenes, ver- abfließt.

schiebbares Regekohr 35 ein. Eine Dichtung 36 in Der Abregelvorgang ist beendet, wenn die Kolbeneinem auf dem Rohr 32 verschiebbaren Führungs- stange 30 so weit eingefahren ist, daß das Abregelkopf 37 des Regelrohres 35 dichtet den von der 35 ventil 41 wieder auf dem Boden 14 des Außenrohres Kolbenstangenbohrung 31 gebildeten Raum, der 15 aufliegt.

über eine Hochdruckleitung 38 mit einem Hoch- Um das Öl vom Niederdruckvorratsraum 34 in druckspeicher 39 (Fig. 3) in Verbindung steht, den Hochdruckspeicher 39 zurückzupumpen, ist in gegenüber einem Innenraum 40 des Regelrohres 35 bekannter Weise eine Pumpe 49 vorhanden, die das ab, der über das Rohr 32 unter Niederdruck steht. 40 Öl über ein Saugventil 50 in einen Pumpraum 491 Das Regelrohr 35 trägt an seinem unteren Ende ansaugt und über ein Druckventil 51 in den Hocheinen als Abregelventil 41 arbeitenden Stopfen, der druckspeicher 39 drückt. Ein Überdruckventil 52, in eine axial verlaufende Bohrung 411 aufweist, und eine Abzweigleitung 381 der Hochdruckleitung 38 wird durch diesen verschlossen, wenn der Stopfen eingebaut, verhindert, daß ein vorgegebener Höchstauf dem Boden 14 des Außenrohres 15 aufliegt. Eine 45 druck überschritten wird. Die Pumpe 49 kann von vorgespannte Ventilfeder 42, die am Boden 14 und einem ständig laufenden Motor angetrieben werden; am Stopfen des Abregelventils 41 angreift und der sie kann auch von einem Elektromotor betätigt wer-Druckunterschied zwischen der Kolbenstangenboh- den, der über einen vom Hochdruckspeicher und rung 31 und dem kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 26 vom Niederdruckvorratsraum betätigten Differenzgewährleisten diesen Abschluß des Regelrohres 35 50 druckschalter ein- und ausgeschaltet wird,
im Normalbereich und im Aufregelbereich (Fig. 1 Eine weitere Möglichkeit ist die, daß die Druck- und 2). Ein Aufregelventil 43 gleitet mit einer Dich- erzeugungsanlage am Aufbau befestigt, ein Pumpentung 44 auf dem Mantel des Regelrohres 35 und kolben 492 der Pumpe 49 über ein Pleuel mit der liegt im Normalbereich und im Abregeibereich Radachse verbunden wird, so daß die Relativbewe-(F i g. 1 und 3) auf einem an einer Schulter der KoI- 55 gungen zwischen Radachse und Aufbau zur Betätibenstangenbohrung 31 vorgesehenen Ventilsitz 301 gung der Pumpe 49 ausgenutzt werden,
auf und wird von einer Ventilfeder 45 und dem

Druck im Raum der Kolbenstangenbohrung 31 in Patentansprüche:
dieser Lage gehalten.

Wird das Fahrzeug beladen, so daß die Kolben- 60 1. Hydropneumatisch^ Federbein mit innerer

stange 30 gemäß F i g. 2 einfährt, dann wird das Auf- Niveauregeleinrichtung zum Anschluß an eine

regelventil 43 von einem Anschlag 351 am Regekohr außen liegende Druckmittelquelle, insbesondere

35 vom Ventilsitz 301 abgehoben, und es strömt Öl für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten Ar-

vom Hochdruckspeicher 39 (F i g. 3) über die Hoch- beitszylinder, der durch einen von einer hohlen

druckleitung 38, den Raum der Kolbenstangenboh- 65 Kolbenstange getragenen und mit Dämpfungs-

rung 31, eine Drosselbohrung 311 und ein Rück- " Organen versehenen Arbeitskolben in einen kol-

schlagventil 46, das in einer Ausnehmung 312 unter- benstirnseitigen und in einen kolbenstangenseiti-

gebracht ist, die mit dem kolbenstirnseitigen Arbeits- gen Arbeitsraum unterteilt wkd, von denen der

kolbenstirnseitige Arbeitsraum mit einem von einer Arbeitsgasfeder belasteten und von dieser durch eine Membran getrennten Ölraum in Verbindung steht, mit Anschlüssen für eine von der Druckmittelquelle kommende Hochdruckleitung und für eine Rücklaufleitung, die in die Kolbenstangenbohrung bzw. in ein zentrisch in der Kolbenstangenbohrung angeordnetes Rohr münden, und mit der Niveauregeleinrichtung, die aus einem Aufregelventil zur Verbindung des kolbenstirnseitigen Arbeitsraumes mit der Hochdruckleitung und einem Abregelventil zu dessen Verbindung mit der Rücklaufleitung besteht, welche als wegabhängig von der Stellung der Kolbenstange im Arbeitszylinder betätigte Hubventile ausgebildet, zentrisch in der hohlen Kolbenstange angeordnet sind und mit dieser und mit einem an einem Boden des Arbeitszylinders abgestützten Regelteil zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß ein das genannte Regelteil bildendes Regelrohr (35), dessen Innenraum (40) über das in der Kolbenstangenbohrung (31) angeordnete Rohr (32) mit der Rücklaufleitung (33) verbunden ist, sich an einem Ende mit einem das Abregelventil (41) bildenden durchbohrten Stopfen andemBoden (14) desArbeitszylinders (18) abstützt, gegen den es durch eine Ventilfeder (42) gedrückt wird, mit seinem anderen Ende in der Kolbenstangenbohrung (31) verschiebbar gelagert ist und einen Anschlag (351) aufweist, durch den es im Abregeibereich von einer Schulter (302) der hohlen Kolbenstange (30) mitgenommen wird, so daß das Abregelventil (41) von seinem Sitz am Boden (14) abgehoben wird, und mit dem es im Aufregelbereich das mit seinem Ventilkörper abgedichtet auf dem Regelrohr (35) verschiebbar gelagerte Aufregelventil (43) von seinem Ventilsitz (301) in der mit der Hochdruckleitung (38) verbundenen Kolbenstangenbohrung (31) abhebt.
2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelrohr (35) an seinem in die Kolbenstangenbohrung (31) hineinragenden Ende einen innen mit einer Dichtung (36) versehenen Führungskopf (37) aufweist, mit dem es auf dem mit der Rücklaufleitung (33) verbundenen Rohr (32) verschiebbar gelagert ist.
3. Federbein nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Ventilfeder (45) des Aufregelventils (43) an dem Führungskopf (37) des Regelrohrs (35) abstützt.
4. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei dem mit dem Aufregelventil eine Drosselbohrung und ein in Richtung zum kolbenstirnseitigen Arbeitsraum bin öffnendes Rückschlagventil in Reihe liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangenbohrung (31) im Bereich des Arbeitskolbens (19) in die mit dem Aufregelventil (43) in Reihe liegende Drosselbohrung (311) übergeht, die in eine Ausnehmung (312) mündet, in der das mit dem Aufregelventil in Reihe liegende Rückschlagventil (46) angeordnet ist.
5. Federbein nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem mit dem Abregelventil eine Drosselbohrung in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (40) des Regelrohres (35) durch die mit dem Abregelventil (41) in Reihe liegende Drosselbohrung (48) mit der zu dieser koaxialen Bohrung (411) des das Abregelventil (41) bildenden Stopfens verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen