DE1924392B2 - Federbein fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Federbein für 50 Federbein nach der Hauptpatentanmeldung wird so Kraftfahrzeuge mit einem hydraulischen Teleskop- mit Vorteil für die Niveauregelung ausgenutzt,
stoßdämpfer der Zweirohr-Bauart, der eine Aus- In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel

gleichskammer zur Aufnahme der von einer Kolben- eines Federbeins nach der Erfindung dargestellt. In Hange verdrängten Dämpfungsflüssigkeit hat, und mit den Zeichnungen ist

einer koaxial zu diesem liegenden Gasfeder, die einen 55 F i g. 1 ein Mittellängsschnitt durch ein Federbein einerseits mit der Kolbenstange und andererseits mit in der Endlage bei kürzester Länge,
einem Behälterrohr des Teleskopstoßdämpfers druck- F i g. 2 ein Teilmittellängsschnitt des Federbeins in

dicht verbundenen Rollbalg und einen Anschluß- einer Zwischenstellung bei leichter Belastung des nippel für eine Leitung zur Verbindung mit einer Kraftfahrzeugs,

Druckgasquelle aufweist, wobei eine Kolbenstangen- 60 Fig. 3 ein Teilmittellängsschnitt des Federbeins in dichtung des Teleskopstoßdämpfers in einer axialen einer Zwischenstellung bei mittlerer Belastung des Richtung vom Druck in einem durch den Rollbalg Kraftfahrzeugs,

abgeschlossenen Federgasraum der Gasfeder und in F i g. 4 ein Teilmittellängsschnitt des Federbeins in

der anderen axialen Richtung vom Druck in der Aus- der Stellung unmittelbar nach dem Aufladen einer gleichskammer und von einer Feder beaufschlagt 65 schweren Last auf das Kraftfahrzeug und
wild 1 incl wobei zwischen dem Federgasraum und der Fig. 5 ein Querschnitt nach der Linie V-V in

Ausgleichskammer ein Druckausgleich dadurch mög- Fig. 1.
Hch ist, daß ein durch eine rohrförmige nachgiebige Das in F i g. 1 dargestellte Federbein 2 besteht aus

einem hydraulischen Teleskopstoßdämpfer 4 und ist. Die Feder 42 stützt sich am Boden des Napfes

einer Gasfeder 6. Es ist zum Einbau an Stelle eines des Führungsstücks 22 ab. Die Kolbenstangendich-

üblichen direkt wirkenden Stoßdämpfers in einer tung 40 verhindert einen Verlust an Dämpfungs-

Kraftfahrzeugfederung bestimmt und wird zwischen flüssigkeit bei der Bewegung der Kolbenstange 34

der gefederten und der ungefederten Masse des Kraft- 5 und des Dämpferkolbens 38 im Dämpferzylinder 16.

fahrzeuge parallel zur Hauptfederung eingebaut. Der Im Dämpferzylinder 16 ist zwischen dem Fubrungs-

Teleskopstoßdämpfer 4 arbeitet in der üblichen Weise, stück 22 und dem Dämpferkolben 38 ein Arbeitsraum

um Relativbewegungen zwischen der gefederten und 44 veränderlichen Volumens gebildet, und zwischen

der ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs unabhän- dem Dämpferkolben 38 und dem Bodenventil 18 ein

gig von der Gasfeder 6 zu dämpfen. Bei Druckzufuhr io Arbeitsraum 46 veränderlichen Volumens. Beide Ar-

zur Gasfeder 6 arbeitet diese als Zusatzfeder zur beitsräume 44 und 46 sind bei normalem Betrieb

Hauptfederung des Kraftfahrzeugs. Im Ausführungs- völlig mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt. Bei der Be-

beispiel ist als Medium für die Gasfeder Luft verwen- wegung des Dämpferkolbens 38 in Richtung auf das

det, jedoch kann auch ein anderes Gas, beispielsweise rühiungsstück 22 verkleinert sich das Volumen des

Stickstoff, verwendet werden. Auf diese Weise kann 15 Arbeitsraumes 44, während bei seiner Bewegung in

die Aufbauhöhe des Fahrzeugs auch bei schwerer Richtung auf das Bodenventil 18 sich das Volumen

Belastung konstant gehalten werden. dts Arbeitsraumes 46 verkleinert, übliche, nicht dar-

Der Teleskopstoßdämpfer 4 weist ein äußeres Be- gestellte Dämpfungsver "e im Dämpferkolben 38 hälterrohr 8 auf, dessen unteres ^rnde durch eine steuern den Strom der Dämpfungsflüssigkeit /wischen napfförmitie Endkappe 10 fiüssigkeitsdicht verschlos- 20 den beiden Arbeitsräumen 44 und 46 bei einer Besen ist. Außen trägt die Endkappe 10 ein Befesti- wegung des Dämpferkolbens 38 im Dämpferzylinder gungsa-ige 12. um das Federbein 2 mit der ungefeder- 16. Durch die Steuerung dieses Flüssigkeitsstroms ten Masse des Kraftfahrzeugs zu verbinden. wird die gewünschte Dämpfung der Relativbewegung

Mit dem oberen Ende des Behälterrohrs 8 ist zwischen der gefederten und der ungefederten Masse

flüssigkeitsdicht eine obere Endkappe 14 verbunden. 25 des Kraftfahrzeugs eingestellt.

Innerhalb des Behälterrohrs 8 ist konzentrisch und Bei einer Auswärtsbewegung des Dämpferkolbens mit Abstand von ihm ein Dämpferzylinder 16 kleine- 38 ergibt sich im Arbeitsraum 46 eine größere Voren Durchmessers vorgesehen, in dessen unteren Ende lumenzunahme als die Volumenabnahme im Arbeitsein Bodenventil 18 vorgesehen ist, das an mehreren raum 44 ausmacht, da in diesem die Kolbenstange 34 Rippen 20 abgestützt ist, die aus der Endkappe 10 30 ein beträchtliches Volumen in Anspruch nimmt. Ahnnach innen vorstehen. Ein nach oben offenes napf- liehe Verhältnisse liegen auch bei entgegengesetzter adliges Führungsstvck 22 verschließt den Dämpfer- Bewegung des Dämpferkolbens 38 vor, da die Zuzylinder 16 an seinem oberen Ende. Eine Umfangs- nähme des Volumens des Arbeitsraumes 44 geringer fläche 23 des Führungsstückes 22 ist in die Boden- ist als die Abnahme des Volumens im Arbeitsraum fläche der oberen Endkappe 14 eingesetzt und mit 35 46. Um überschüssige Dämpfungsflüssigkeit aufzudiestr verbunden, so daß der Dämpferzylinder 16 nehmen und fehlende Dämpfungsflüssigkeit zu crzum Behälterrohr 8 zentriert ist. ganzen, ist die Ausgleichskammer 32 vorgesehen.

In dem Ringraum zwischen dem Behälterrohr 8 wobei der Flüssigkeitsstrom zwischen dem Arbeitsund dem Dampferzylinder 16 ist eine zylindrische raum 46 und der Ausgleichskammer 32 durch das nachgiebige Membran 24, im Ausführungsbeispiel aus 40 Bodenventil 18 gesteuert wird. Dieses ist in bekannter. Gummi, angeordnet. Die Membran 24 ist an ihren nicht dargestellter Weise so ausgebildet, daß bei Aus-Enden raiial nach außen erweitert und am oberen wärtsbewegung des Dämpferkolbens 38 Dämpfungs-Ende durch einen Ring 26 und am unteren Ende flüssigkeit aus der Ausgleichskammer 32 in den Ardurch einen Ring 28 abgedichtet gegen die Innen- beitsraum 46 nachströmt, und bei Einwärtsbewegung wandung des "iehälterrohrs 8 gespannt. Auf diese 45 des Dämpferkolbens 38 Flüssigkeit aus dem Arbeits-Weise ist zwischen dem ßehälterrohr 8 und der raum 46 in die Ausgleichskammer 32 verdrängt wird. Membran 24 ein ringförmiger Ausgleichsgasraum 30, Die Ausgleichskammer 32 zwischen der Außen- und zwischen der Membran 24 vnd der Außenwan- wandung des Dämpferzylinders 16 und der nachdung des Dämpferzylinders 16 eine Ausgleich.- giebigen Membran 24 ist stets völlig mit Dämpfungskammer 32 veränderlichen Volumens für den Tc'e- 5° flüssigkeit gefüllt. Hierdurch ist es möglich, das Federskopstoßdämpfer gebildet. bein auch in horizontaler Lupe in das Kraftfahrzeug

Konzentrisch zum Dämpferzylinder 16 ist eine einzubauen.

zylindrische Kolbenstange 34 in fluchtenden Bohrun- Da die Membran 24 aus einem nachgiebigen Werkgen im Führungsstück 22 und der Endkappe 14 ge- stofl hesteht, im Ausführungsbeispiel aus Gummi, führt. Am oberen, aus dsm Federbein herausragenden 55 werden Wärmedehnungen der während des Betriebes Ende der Kolbenstange 34 ist ein Befestigungsauge 36 erwärmten Dämpfungsflüssigkeit ausgeglichen, indem angeordnet, mit dem das Federbein 2 an die gefederte sich die Membran radial nach außen in den AusMasse des Kraftfahrzeugs anschließbar ist. Am unte- gleichsgasraum 30 bewegt, wobei die vollständige ren Ende der Kolbenstange 34 sitzt ein mit Dämp- Füllung mit Dämpfungsflüssigkeit in der Ausgleichsfungsventilen versehener Dämpferkolben 38. Bei 60 kammer 32 aufrechterhalten bleibt.
Relativbewegvngen zwischen der gefederten und der Das Behälterrohr 8 weist in seiner Wandung eine ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs tritt eine hin- Auslaßöffnung 55 auf, die eine Verbindung des Aus- und hergehende Bewegung des Dämpferkolbens 38 gleichsgasraumes 30 mit der Außenluft gestattet, um und der Kolbenstange 34 ein. Die Kolbenstange 34 hierdurch die wirksame Länge der Gasfeder zu tritt durch eine in dem Napf des Führungsstücks 22 65 steuern und eine gewünschte konstante Aufbauhöhe sitzende Kolbenstangen richtung 40, die gegen den des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten, wie dies noch Boden der Endkappe 14 abgestützt und durch eine beschrieben wird,
gegen eine Scheibe 43 drückende Feder 42 belastet Die Gasfeder 6 des Federbeins 2 besteht aus einem

zylindrischen Schmutzschild 48, der das Behälter- größert. Es ist wichtig, daß die Enden 108 der Verrohr 8 konzentrisch umgibt. Sein oberes Ende ist bindungsrohre 96 dicht oberhalb des Bandes 56 durch einen scheibenförmigen Deckel 50 verschlos- liegen, das den Rollbalg 54 dichtet. Hierdurch wird sen, der mit einem abgesetzten Teil 52 der Kolben- der Einlaß zu einer Auslaßleitung von dem Federstange 34 gasdicht verbunden ist. Mit dem unteren 5 gasraum 62 der Gasfeder 6 über die Kanäle 104 und Ende des Schmutzschilds 48 ist ein zylindrischer Roll- 106 zum Ausgleichsgasraum 30 gebildet,
balg 54, im Ausführungsbeispiel aus Gummi, verbun- Diese Auslaßleitung ist gegen von außen einden, der konzentrisch zum Behälterrohr 8 liegt. Der wirkende Kräfte durch den Schmutzschild 48, den obere Rand des Rollbalgs 54 umgibt das Behälter- Rollbalg 54 und seine Verlängerung 102 und zum rohr und ist gegen dessen Außenwandung durch ein io Teil durch das Behälterrohr selbst geschützt. Diese Band 56 festgespannt, wobei der Rollbalg in eine ein- Auslaßleitung endet in der Auslaßöffnung 55, die gepreßte Ringnut 65 am Behälterrohr 8 eingedrückt durch den Wulst 60 des Rollbalges 54 gesteuert wird, wird. Der andere Rand des Rollbalgs ist unter BiI- Diese Teile stellen ein wegabhängiges Auslaßventil dung einer Wulst 60 nach außen umgestülpt und dar.

mittels eines Bandes 58 mit dem unteren Ende des 15 Die Auslaßöffnung 55 wird von einem Teil 92 des Schmutzschilds 48 verspannt. Auf diese Weise kann Rollbalgs 54 verdeckt (Fig. 1). Ist die Gasfeder 6, sich der Rollbalg 54 am Behälterrohr 8 abwälzen. wie in F i g. 1 dargestellt, in der Stellung kleinsten Durch den Schmutzschild 48, den Rollbalg 54 und Volumens, so herrscht im Federgasraum 62 ein Restden Deckel 50 wird ein Federgasraum 62 umschlos- druck, der dem Druck in dem Ausgleichsgasraum 30 sen, der über einen Anschlußnippel 64 am Schmutz- 20 entspricht. Die einzige abdichtende Kraft an der nach schild 48 und eine Leitung 66 an eine nicht darge- außen vorstehenden Auslaßöffnung 55 ist die sich aus stellte Druckgasquelle angeschlossen ist. Während der Elastizität des Rollbalgs 54 ergebende Kraft, des Betriebes wird Druckgas dem Federgasraum 62 Längt sich das Federbein 2 (Fig. 2), so bewegt sich kontinuierlich in solcher Menge zugespeist, daß die die W';lst 60 des Rollbalgs 54 axial nach oben längs durch die Auslaßöffnung 55 abströmende Gasmenge 25 des Behälterrohrs 8, so daß die Auslaßöffnung 55 ersetzt wird. Wird die Druckgaszufuhr über die Lei- freigelegt wird. F i g. 2 zeigt die Stellung der Teile tung 66 zum Federgasraum 62 erhöht, so wird das des Federbeins, wenn das Kraftfahrzeug sehr leicht Federbein 2 durch Vergrößerung des Volumens des beladen ist. Solange keine ausreichende Last hinzu Federgasraums 62 auseinandergedrückt. kommt, um den Fahrzeugaufbau nach unten in Bezug Aus dem Federgasraum 62 kann Gas entweichen, 30 zur ungefederten Masse zu bewegen, wobei der sich wenn eine bestimmte maximale Länge des Feder- nach unten bewegende Wulst 60 des Rollbalgs 54 die beins 2 überschritten wird, wenn sich also der Kraft- Auslaßöffnung 55 wieder verschließt, wirkt die Gasfahrzeugaufbau auf einen größeren Bodenabstand feder 6 nicht als Zusatzfeder. Wird das Kraftfahrzeug gehoben hat. Wie die F i g. 1 und 5 zeigen, sind für mit einer großen Last belastet, so wird das Federbein diesen Zweck mehrere Verbindungsrohre 96 vorge- 35 so weit zusammengedrückt, daß sich der Wulst 60 des sehen, die am oberen Ende des Behälterrohrs 8 über Rollbalgs 54 über die Auslaßöffnung 55 hinaus nach den Umfang verteilt angeordnet sind. Jedes Verbin- unten bewegt. F i g. 4 zeigt die Lage der einzelnen dungsrohr 96 hat eine gekrümmte Außenfläche 98, Teile zueinander unmittelbar, nachdem die große die bei 100 gegen die Außenwandung des Behälter- Last hinzugefügt worden ist. Durch die geschlossene rohrs 8 durch eine Verlängerung 102 des Rollbalgs 40 Auslaßöffnung 55 ist es möglich, daß der Druck in 54 in Anlage gehalten sind. Wie F i g. 5 zeigt, bildet dem Federgasraum 62 der Gasfeder 6 schnell anjedes Verbindungsrohr 96 zwischen sich und der steigt. Die aus der Drucksteigerung im Federgasraum Außenwandung des Behälterrohrs 8 einen axialen 62 bedingte Ausdehnungskraft veranlaßt eine Bewe-Kanal 104. Da ferner die Verlängerung 102 des Roll- gung des Deckels 50 der Gasfeder 6 vom Behälterbalgs 54 durch die Verbindungsrohre 96 von dem 45 rohr 8 des Teleskopstoßdämpfers fort. Diese Längung Behälterrohr 8 abgehoben ist, bilden sich weitere des Federbeins 2 bewirkt eine Aufwärtsbewtgung der axiale Kanäle 106. Das untere Ende 108 der Verbin- Wulst 60 des Rollbalgs 54 zum Behälterrohr 8. Es dungsrohre 96 ist C-förmig abgebogen und steht stellt sich schnell ein Gleichgewichtszustand ein, in durch ein Loch in dem Behälterrohr 8 mit dem Aus- dem die Teile die in F i g. 3 dargestellte Lage eingleichsgasraum 30 in Verbindung, der zwischen dem 50 nehmen, in dieser überdeckt der Teil 92 des RoIl- Behälterrohr 8 und der nachgiebigen Membran 24 balgs54 im wesentlichen die Auslaßöffnung 55 und gebildet ist. Die Ringnut 65 am Behälterrohr 8 liegt schließt diese beinnahe vollständig. Der verhältnisunmittelbar unter dem unteren Ende 108 der Ver- mäßig kleine frei bleibende Querschnitt der Auslaßbindungsrohre 96, so daß die nachgiebige Membran öffnung 55 läßt gerade so viel Gas abströmen, daß 24 von dem radial einwärts liegenden Ende 108 der 55 eine gewünschte Länge des Federbeins aufrecht-Verbindungsrohre 96 ferngehalten wird, wenn sich erhalten wird, die der gewünschten Aufbauhöhe des die Ausgleichskammer 32 während des Betriebes ver- Kraftfahrzeugs entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1. Membran von der völlig mit Flüssigkeit gefüllten

   Patentanspruch: Ausgleichskammer getrennter ringförmiger Aus

   gleichsgasraum im Behälterrohr mit dem Federgas-Federbein für Kraftfahrzeuge mit einem hydrau- raum der Gasfeder durch Verbindungsrohre, die sich lischen Teleskopstoßdämpfer der Zweirohr-Bau- 5 in Längsrichtung des Federbeins erstrecken und durch art, der eine Ausgleichskammer zur Aufnahme eine Verlängerung des Rollbalgs auf dem Umfang der von einer Kolbenstange verdrängten Dämp- des mit entsprechenden Löchern versehenen Behälterfungsflüssigkeit hat, und mit einer koaxial zu rohrs festgehalten werden, in ständig offener Verbindiesem liegenden Gasfeder, die einen einerseits dung steht. Ein Federbein dieser Gattung ist Gegenmit der Kolbenstange und andererseits mit einem io stand der Patentanmeldung P 19 24 393.7-21). Behälterrohr des Teleskopstoßdämpfers druck- Bei einem bekannten Federbein (USA.-Patentsehrift

   dicht verbundenen Rollbalg und einen Anschluß- 3 372 919) wird zur Niveauregelung von einer Drucknippel für eine Leitung zur Verbindung mit einer gasquelle einem Federgasraum einer Gasfeder des Druckgasquelle aufweist, wobei eine Kolben- Federbeins ständig Druckgas zugeleitet, das bei Überstangendichtung des Teleskopstoßdämpfers in 15 schreiten einer vorgegebenen Soll-Länge des Federeiner axialen Richtung vom Druck in einem durch beins über eine Abregeleinrichtung wieder abfließen den Rollbalg abgeschlossenen Federgasraum der kann. Die /^regeleinrichtung ist hierbei als feder-Gasfeder ι nd in der anderen axialen Richtung belastetes Ventil ausgebildet.

   vom Druck in der Ausgieichskammer und von Weiterhin sind Unterdruck-Gasfedern bekannt

   einer Feder beaufschlagt wird und wobei zwischen 20 (USA.-Patentschriften 2 998 244, 3 037 763), die zwei dem Federgasraum und der Ausgieichskammer teleskopartig ineinanderschiebbare und durch einen ein Druckausgleich dLdurch möglich ist, daß ein Rollbalg miteinander verbundene Rohre aufweisen, durch eine rohrförmige nachgiebige Membran von in denen mit einer Unterdruckquelle bzw. mit der der völlig mit Flüssigkeit gefüllten Ausgleichs- Atmosphäre verbundene Öffnungen vorgesehen sind, kammer getrennter ringförmiger Ausgleichsgas- 15 die zur Niveauregelung durch den Rollbalg verraum im Behälterrohr mit dem Federgasraum der schlossen, oder freigegeben werden.
   Gasfeder durch Verbindungsmhre, die sich in Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

   Längsrichtung des Federbeins erstrecken und Federbein nBch der Hauptpatentanmeldung so weiter durch eine Verlängerung des Rollbalgs auf dem auszugestalten, daß es sich selbst entsprechend einer Umfang des mit entspretnenden Löchern ver- 30 vorgegebenen Aufbauhöhe des Kraftfahrzeugs einsehenen Behälterrohrs festgehalten werden, in stellt und diese konstant hält, ohne zur Niveauregeständig offener Verbindung steht, nach Patent- lung ein besonderes Abregelventil zu benötigen,
   anmeldung P 19 24 393.7-21, dadurch ge- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälterrohr (8) löst, daß in dem Behälterrohr des Teleskopstoßdes Teleskopstoßdämpfers (4) eine den Aus- 35 dämpfers eine den Ausgleichsgasraum mit der Avßengleichsgasraum (30) mit der Außenluft verbin- luft verbindende Auslaßöffm..o« vorgesehen ist, die dende Auslaßöffnung (55) vorgesehen ist, die in in an sich bekannter Weise zur Niveauregelung durch an sich bekannter Weise zur Niveauregelung durch den Rollbalg verschlossen oder freigegeben wird, den Rollbalg (54) verschlossen oder freigegeben wobei von der Druckgasqudle über die Leitung und wird, wobei von der Druckgasquelle über die Lei- 40 ihren Anschlußnippel dem Federgasraum in ebenfalls tung (66) und ihren Anschlußnippel (64) dem an sich bekannter Weise ständig Druckgas zugespeist Federgasraum (62) in ebenfalls an sich bekannter wird.

   Weise ständig Druckgas zugespeist wird. Die Funktion des bekannten Abregelventils wird

   also durch die mit dem Rollbalg zusammenarbeitende 45 Ausiaßöffnung im Behälterrohr ausgeübt, so daß zusätzliche bewegliche Teile entbehrlich sind und die Eingliederung der Abregeleinrichtung ohne wesentlichen Aufwand ermöglicht ist. Die Verbindung des Ausgleichsgasraumes mit dem Federgasraum bei dem