DE1630747C3

DE1630747C3 - Hydropneumatic spring element with internal level control for connection to an external pressure source for vehicles

Info

Publication number: DE1630747C3
Application number: DE19671630747
Authority: DE
Inventors: Günter 4000 Düsseldorf Strauff
Original assignee: Langen & Co, 4000 Düsseldorf
Priority date: 1967-12-13
Filing date: 1967-12-13
Publication date: 1976-03-18

Description

tat gegeben. Eine Zugfeder, die auf Block gewickelt ist, besitzt zudem eine kürzere Baulänge als eine Druckfeder, da diese zwangläufig bestimmte Windungsabstände haben muß. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß gezogene Kolbenschieber erfahrungsgemäß besser laufen als gedrückte. Schließlich entstehen bei einer Zugfeder beim Einfedern keine Stöße, die sich in den Aufbau des Fahrzeuges fortpflanzen können.did given. A mainspring wound on a block also has a shorter overall length than a compression spring, as this inevitably has certain winding spacings must have. Another advantage is that experience has shown that drawn piston valves run better than pressed. After all, when a tension spring is compressed, there are no shocks that affect the structure of the vehicle can propagate.

Es ist zwar schon durch die französische Patentschrift 14 77 042 bekannt, bei einem Federelement mit innerer Niveauregelung zur Steuerung eine an einem mit dem Stellkolben verbundenen Teil befestigte Zugfeder zu verwenden. Dieses Federelement besitzt jedoch keinen Kolbenschieber, sondern einen zweiseitigen, als Plattenventil dienenden Hebel, der je nach Stellung die öffnungen zweier in den Druckraum mündender Kanäle mehr oder weniger stark drosselt bzw. verschließt. In die Kanäle sind gegensinnig wirkende Rückschlagventile eingebaut. Die Kanäle vereinigen sich dann zu einer einzigen, zu einer Pumpe führenden Leitung. Auf Grund dieser Anordnung muß eine spezielle Pumpe angeschlossen werden, die bei einem Aufregelvorgang aus einem Vorratsbehälter ansaugt und in den Druckraum fördert und bei einem Abregelvorgang aus dem Druckraum ansaugt und über ein Druckbegrenzungsventil in den Vorratsbehälter zurück fördert. Normale handelsübliche Pumpen können nicht angeschlossen werden. Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß die Zugfeder am Stellkolben bzw. in dessen Kolbenstange starr befestigt und damit immer im Eingriff ist. Eine Anwendung dieses Prinzips auf mit einer Dämpfungseinrichtung versehene Kolbenschieber wäre nicht sinnvoll, da keine vorgespannten Federn verwendet werden können, so daß die Regelung ungenau würde. Durch die britische Patentschrift 6 75 075 ist es schließlich bekannt, als Schraubenfedern ausgebildete Zugfedern auf mit entsprechenden Gewinden versehene Widerlager aufzuschrauben.It is already known from French patent specification 14 77 042, with a spring element internal level control for controlling a tension spring attached to a part connected to the actuating piston to use. However, this spring element does not have a piston valve, but a two-sided, serving as a plate valve lever, depending on the position, the openings of two opening into the pressure chamber Channels throttled or closed to a greater or lesser extent. In the channels there are opposing directions Check valves built in. The channels then merge into a single one, leading to a pump Management. Because of this arrangement, a special pump must be connected, which is used during an up-regulation process sucks in from a storage container and conveys into the pressure chamber and during a regulating process sucks in from the pressure chamber and conveys it back into the reservoir via a pressure relief valve. Normal commercially available pumps cannot be connected. Another difference compared to the object of the invention is that the tension spring on the actuating piston or in its piston rod rigidly attached and thus always engaged. An application of this principle to piston valves provided with a damping device would not make sense, since no pretensioned springs can be used, so that the regulation would be imprecise. Finally, from British patent specification 6 75 075, tension springs designed as helical springs are known to be screwed onto abutments provided with appropriate threads.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawings, an embodiment of the invention is shown schematically.

F i g. 1 zeigt einen Federungszylinder mit eingefahrenem Kolben;F i g. 1 shows a suspension cylinder with the piston retracted;

F i g. 2 den gleichen Federungszylinder mit ausgefahrenem Kolben.F i g. 2 the same suspension cylinder with the piston extended.

In einem Stellzylinder 1 gleitet ein Stellkolben 2, der eine zu einem Druckraum 3 öffnende axial gerichtete Sackbohrung 4 aufweist, in der eine Hülse 5 gleitet. Der Hub der Hülse 5 wird durch Anschläge 6 und 7 begrenzt. In axialer Richtung ist die Hülse 5 durchbohrt, wobei ein Teil der Bohrung 8 mit Gewinde 9 versehen ist, in das eine als Schraubenfeder ausgebildete Zugfeder 10 geschraubt ist Die Zugfeder 10 durchsetzt die Hülse 5, die Sackbohrung 4 und den Druckraum 3 und ist an einem Kolbenschieber 11 befestigt, der in den Druckraum 3 hineinragt und in einer Bohrung 12 eines den Stellzylinder 1 abschließenden Zylinderkopfes 13 gleitet. Der Kolbenschieber 11 ragt mit seinem freien Ende in eine Bohrung 14 des Zylinderkopfes 13 hinein und ist in diesem Bereich mit einem Federteller 15 verbunden, auf den eine Druckfeder 16 wirkt, die sich an einem Boden 17 der Bohrung 14 abstützt. Die BohrungIn an actuating cylinder 1, an actuating piston 2 slides, which has an axially directed piston which opens towards a pressure chamber 3 Has a blind hole 4 in which a sleeve 5 slides. The stroke of the sleeve 5 is limited by stops 6 and 7. The sleeve 5 is pierced in the axial direction, a part of the bore 8 being provided with a thread 9 is, into which a tension spring 10 designed as a helical spring is screwed. The tension spring 10 penetrates the Sleeve 5, the blind hole 4 and the pressure chamber 3 and is attached to a piston valve 11, which is in the Pressure chamber 3 protrudes and in a bore 12 of a cylinder head 13 that closes off the actuating cylinder 1 slides. The piston slide 11 protrudes with its free end into a bore 14 of the cylinder head 13 and is connected in this area to a spring plate 15, on which a compression spring 16 acts, which is attached a bottom 17 of the bore 14 is supported. The hole

14 ist mit einem Deckel 18 dicht verschlossen. Eine mit einer Druckquelle 19 verbundene Bohrung F, eine mit einem Ablauf 20 verbundene Bohrung Γ sowie eine mit einem als Feder wirkenden hydropneumatischen Druckspeicher 21 und dem Druckraum 3 verbundene Bohrung A sind im Zylinderkopf 13 derart angeordnet, daß der Kolbenschieber 11 in einer ersten Stellung die Bohrungen A und P und in einer zweiten Stellung die Bohrungen A und Γ verbindet Die Bohrung 14 ist mit der Bohrung P durch eine Leckbohrung 22, in die eine Drossel 23 geschaltet ist, verbunden.14 is tightly closed with a cover 18. Means connected to a pressure source 19 bore F, means connected to an outlet 20 bore Γ and one with a acting as a spring hydropneumatic pressure accumulator 21 and the pressure chamber 3 connected to port A are arranged in the cylinder head 13 such that the piston slide 11 in a first position the Bores A and P and, in a second position, the bores A and Γ connects. The bore 14 is connected to the bore P through a leakage bore 22 into which a throttle 23 is connected.

In F i g. 1 ist der Stellkolben 2 über die mit NL bezeichnete Niveaulage hinaus eingefahren. Durch diese Einwärtsbewegung entfernt sich der Anschlag 6 von der Hülse 5 und die Zugfeder 10 wird entspannt. Dadurch wird der Kolbenschieber 11 über den Federteller 15 und den im Druckraum 3 herrschenden Druck nach oben geschoben und stellt die Verbindung zwischen den Bohrungen Fund A her (F i g. 1). Auf diesem Weg strömt sodann Flüssigkeit von der Druckquelle 19 in den Druckraum 3 und bewirkt dort, daß der Stellkolben 2 wieder ausfährt. Während dieser Ausfahrbewegung gelangt der Stellkolben 2 in die Stellung, in der die Hülse 5 wieder an den Anschlag 6 stößt. Da die ZugfederIn Fig. 1, the actuating piston 2 is retracted beyond the level position labeled NL. As a result of this inward movement, the stop 6 moves away from the sleeve 5 and the tension spring 10 is relaxed. As a result, the piston slide 11 is pushed upwards over the spring plate 15 and the pressure prevailing in the pressure chamber 3 and establishes the connection between the bores Fund A (FIG. 1). In this way, liquid then flows from the pressure source 19 into the pressure chamber 3 and there causes the actuating piston 2 to extend again. During this extension movement, the actuating piston 2 reaches the position in which the sleeve 5 strikes the stop 6 again. As the mainspring

10 so stark ist, daß sie die Kraft der Druckfeder 16 und die vom Flüssigkeitsdruck auf den Kolbenschieber 11 ausgeübte Kraft überwindet, wird der Kolbenschieber10 is so strong that it takes the force of the compression spring 16 and that of the fluid pressure on the piston valve 11 Exerted force overcomes, the piston valve

11 von der Zugfeder 10 nach unten gezogen, bis die Bohrung Fabgesperrt ist. In dieser Stellung ist auch die Bohrung T verschlossen. Wenn nun das Fahrzeug entlastet wird, strömt Flüssigkeit aus dem Druckspeicher 21 über die Bohrung A in den Druckraum 3 und bewirkt dort ein weiteres Ausfahren des Stellkolbens 2. Über die Hülse 5 und die Zugfeder 10 wird der Kolbenschieber 11 so weit nach unten gezogen, bis die Verbindung zwischen den Bohrungen A und T hergestellt ist, und — bei sehr starken Ausfederungsbewegungen — der mit dem Kolbenschieber 11 verbundene Federteller11 pulled down by the tension spring 10 until the hole Fab is locked. In this position, the bore T is also closed. When the vehicle is now relieved, fluid flows from the pressure accumulator 21 via the bore A into the pressure chamber 3 and there causes the actuating piston 2 to extend further. Via the sleeve 5 and the tension spring 10, the piston slide 11 is pulled down until the connection between the bores A and T is established, and - with very strong rebound movements - the spring plate connected to the piston valve 11

15 am Boden 17 anstößt (F i g. 2). Durch die Verbindung der Bohrungen A und T strömt Flüssigkeit aus dem Druckraum 3 ab, der Stellkolben 2 fährt wieder ein, und in der Niveaulage schließt der Kolbenschieber 11 wieder die Bohrungen Fund T. Ausfederungswege, die den maximalen Hub des Kolbenschiebers 11 überschreiten, werden durch die elastische Zugfeder 10 aufgenommen. Einfederungsbewegungen werden gar nicht direkt übertragen. Zur Dämpfung des Kolbenschiebers ist die Drossel 23 vorgesehen. In Abweichung von den Abbildungen kann der Kolbenschieber 11 auch als Stufenkolben ausgeführt sein, wodurch sich zusätzlich eine Ringspaltdämpfung erzielen läßt. Zur Verkleinerung der Zugfeder 10 kann es zweckmäßig sein, die Bohrung 14 mit dem Druckraum 3 und nicht mit der Bohrung T zu verbinden. Dadurch wird der Kolbenschieber 11 hydraulisch entlastet.15 abuts the floor 17 (FIG. 2). Through the connection of the bores A and T, fluid flows out of the pressure chamber 3, the actuating piston 2 retracts, and in the level position the piston slide 11 closes the bores Fund T. Rebound travel that exceeds the maximum stroke of the piston slide 11 is through the elastic tension spring 10 was added. Compression movements are not transmitted directly at all. The throttle 23 is provided for damping the piston valve. Deviating from the figures, the piston valve 11 can also be designed as a stepped piston, whereby an annular gap damping can also be achieved. To reduce the size of the tension spring 10, it can be useful to connect the bore 14 to the pressure chamber 3 and not to the bore T. As a result, the piston valve 11 is hydraulically relieved.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claim:

Hydropneumatic spring element with internal level control for connection to an external one Pressure source for vehicles, with a displaceably mounted in an adjusting cylinder and from Pressure in a pressure chamber in the actuating cylinder that is loaded by a gas spring or that itself acts as a gas spring acted upon actuating piston and one arranged in a cylinder head of the actuating cylinder, between two stops displaceable piston valve, which the pressure chamber in the actuating cylinder in a first control position assumed when the vehicle falls below a target level with the pressure source and in a second control position assumed when the target level is exceeded connects with a drain and this pressure chamber in one while maintaining the target level assumed middle final position both by the pressure source and by the process separates, the piston valve by a constantly engaged and at one with the Actuating cylinder connected part supported first spring pressed into one of the two control positions while it is supported by a part connected to the actuating piston and second spring engaged against the force of the only within a certain stroke range constantly engaged first spring depending on the stroke position of the actuating piston in the actuating cylinder in the middle final position or is switchable in the other of the two control positions, thereby characterized in that the spring brought into engagement only within a certain stroke range is formed by a tension spring designed as a helical spring (10), which at its one The end engages directly on the piston valve (11) without the interposition of transmission links and at its other end is screwed into a sleeve (5) which is in the hollow-drilled actuating piston (2) is slidably mounted and when the actuating piston (2) is rebounded by a stop (6) is taken.

The invention relates to a hydropneumatic spring element with internal level control for Connection to an external pressure source for vehicles, with a displaceable in an adjusting cylinder stored and loaded by the pressure in a gas spring or acting as a gas spring itself Pressure chamber in the actuating cylinder acted upon actuating piston and arranged in a cylinder head of the actuating cylinder, between two stops displaceable piston valve, which the pressure chamber in the actuating cylinder in a first control position assumed when the vehicle falls below a target level with the Pressure source and in a second control position assumed when the target level is exceeded a drain connects and this pressure space is taken up in compliance with the target level middle end position separates both from the pressure source and from the drain, the piston valve by a constantly engaged and supported on a part connected to the actuating cylinder first spring is pressed into one of the two control positions, while he is through one to one with the actuating piston connected part supported and only engaged within a certain stroke range brought second spring against the force of the constantly engaged first spring depending on the stroke position of the actuating piston in the actuating cylinder in the middle final position or in the other of the two control positions is switchable.

Such a spring element has already become known from German patent application 10 49718. The spring, which is only brought into engagement in a certain stroke range, is designed as a compression spring Helical spring, which is supported on the one hand on the actuating piston and on the other hand on a spring plate that is on a rod fixedly connected to the actuating piston is arranged to be movable between two end positions. The spring plate acts on a damping piston, which is fixed to the piston valve by means of a control rod connected is. Since the compression spring must be able to absorb approximately half the total stroke of the spring element, it becomes so long that there is a risk of kinking. Good guidance must therefore be provided will. This is also one of the reasons why the compression spring cannot attack the piston valve directly, but a control rod or the like. Must be provided. This causes an increase in the overall length and can also lead to lateral forces causing hysteresis on the piston valve, provided that one does not pay attention to an exact coaxial arrangement of the control rod and the compression spring. In particular in or close to the target level when the forces acting on the piston valve are almost in equilibrium frictional forces can lead to malfunctions. Another disadvantage is that when the Actuating piston the second spring comes into engagement and must be tensioned. This results in a shock which can be felt in the structure of the vehicle. The same drawbacks exist with another known one Spring element according to French patent specification 14 51736, which also has a piston valve is operated by two compression springs, of which the only within a certain stroke range engaged second compression spring is arranged in the hollow piston rod and via a control rod acts on the piston slide, which is taken along by a stop when the actuating piston rebounds and is lifted off the piston valve.

The invention is therefore based on the object of being as compact as possible while avoiding these disadvantages To create a building spring element that has good dynamic properties and can be used universally is.

This object is achieved according to the invention in that the spring, which is only engaged within a certain stroke range, is formed by a tension spring designed as a helical spring which engages directly on the piston slide at one end without the interposition of transmission elements and is screwed into a sleeve at its other end is, which is slidably mounted in the hollow-bored adjusting piston and is carried along by a stop when the adjusting piston rebounds.
The advantages of such an arrangement are that a tension spring does not require any guidance because it is inherently stable in the pulled state. Since tension springs are usually wound in a block, a good stabilization is, however, also in the unloaded state.