DE1950694C3 - Selbstpumpendes hydraulisches Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Bei einem bekannten selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein dieser Art (britische Patentag schrift 1044 K)H). bei dem die Pumpenkammer mit dem kolbenstangcnseitigen Teil der Hochdruekkammer identisch ist, sind im Dämpfungskolben zwei antiparallel geschaltete Rückschlag-Dämpfungsventile untergebracht, von denen dasjenige, das beim Ausfe-

derhub wirksam ist. gleichzeitig als Pumpenauslaßventil wirkt. Der Kolben ist durch in der Kolbenstange vorgesehene Bohrungen überbrückt, wobei die Bohrungsausgänge im Inneren der Pumpenkammer zur Beeinflussung der Pumpwirkung durch eine auf der

Kolbenstange verschiebbare Hülse mit konischer Innenfläche in Abhängigkeit vom jeweiligen Kolbenhub kontinuierlich absperrbar sind. An der Hülse greift einender Purrpenkammer angeordnete Längensteuerfeder und eine ebenfalls in der Pumpenkammer angeordnete Gegenfeder an. Bei diesem bekannten Federbein wird die Pumpeinrichtung zwar auch durch die Federungsbewegungen zwischen gefederten und ungefederten Fahrzeugteilen angetrieben, sie besitzt aber keinen gesonderten Pumpenkolben.

Bei einem anderen bekannten hydro-pneumatischen. selbstpumpenden Teleskopfederbein (deutsche Auslegeschrift 1 254031) ist die Pumpenkammer innerhalb der hohl ausgebildeten Kolbenstange des Dampfungskolbens vorgesehen, und ein gesonderter

Pumpenkolben taucht vom Ende des Dämpfungskolbens her in die Pumpenkammer ein, die über ein Pumpeneir.laßventil und eine Längsbohrung des Pumpenkolbens mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Um den Pumpenkolben herum liegt eine unter Federspannung stehende verschiebbare Steuerhülse, die mit einem Kragen gegen das Ende der Kolbenstange gedruckt wird und somit das Pumpenauslaßventil bildet. Dieses ist nicht auf der Kolbenstangenseite, sondern auf der Kolbenstirnseite am Dämpfungskolben angeordnet.

Schließlich ist ein weiteres selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 056487), bei dem ein auf der Kolbenstangenseite eines Arbeitskolbens angeordnetes Ventil durch eine zur Kolbenstange konzentrische Längensteuerfeder hubabhängig aufstoßbar ist. Bei diesem Ventil handelt es sich aber um ein Abregelventil, c as bei einer Überschreitung

der Snll-Länge des Federbeins aufgestoßen wird und Hvdraulikflüssigkeit aus der Hochdruckkammer in J₁T_n Vorratsbehälter zurückfließen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem hydraulischen Federhein der eingangs genannten Art das bei Erreichen oder Übersehreiten der ^oll-Lange des Federbeins ansprechende, /wischen Pumpenkammer und Druckkammer angeordnete Steuerorgan zum Ausschalten der Pumpwirküngbaulich mit dem Pumpenauslaßventil zu vereinigen und konsiruktivzu vereinfachen und zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Liiniiensteuerfeder in entgegengesetzter Richtung wie eine Ventilfeder auf ein Ventilglied eines auf der KoI-benstanuenseite am Dämpfungskolben angeordneten Pumpenauslaßventiis, das in an sich bekannter Weise eine in einer Liingsbohrung der Kolbenstange ungeordnete, mit einem Pumpenkolben, der vom Ende des Dämpfungskolbens her in die Pumpenkammer eintaucht, zusammenwirkende und über das PumpeneinlaBventil und eine Längsbohrung des Pumpenkolbens mit dem Vorratsbehälter verbundene Pumpenkammer der Pumpeinrichtung mit der Hochdruckkamrner verbindet, einwirkt und dieses bei Erreichung oder Überschreitung der Soll-Länge des Federbeins gegen die Kraft der Ventilfeder von seinem Sitz abhebt und so das Pumpenauslaßventil zwecks Ausschaltung der Pumpwirkung in beiden Strömungsrichtungen geöffnet hält.

Das erfindungsgemäße Federbein bietet den Vorteil, daß für das Pumpenauslaßventil und das Steuerorgan /um Ausschalten der Pumpwirkung nur ein einziges aufstoßbares Rückschlagventil benötigt wird. Dieses Ventil wirkt, wenn die Längensteuerfeder entspannt ist und keinen Druck auf das Ventil ausübt. als Pumpenauslaßventil, d. h. als reines Rückschlagventil, das einen Flüssigkeitsstrom aus der Pumpenkammer in die Hochdruckkammer zuläßt. Erreicht oder übersteigt die Länge des Federbeins die Soll-Länge, dann wird die Längensteuerfeder zusammengedruckt und hält das Ventil zwangläufig geöffnet, so daß keine Flüssigkeit mehr wirksam von der Pumpenkammer in die Hochdruckkammer hineingepumpt werden kann, weil die hincingedrüekte Menge bei der nächsten Gelegenheit wieder zurüekgcsaugt wird. Aul diese Weise verhindert man das weitere Ansteigen des Druckes in der Hochdruckkammer und somit das Höherpumpen des Dämpfungskolbens über die Normallage hinaus.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ventilfeder des Pumpenauslaßventiis sich unmittelbar am Dämpfungskolben abstützt und das Ventilglied gegen eine dem Dämpfungskolben zugekehrte Sitzfläche an einem mit dem Dämpfungskolben verbundenen Ventilsitzteil drückt. welches in seiner Sitzfläche eine Öffnung aufweist, die mit einem Ringraum /wischen dem Pumpenkolben und der diesen umgebenden Wand der Pumpenkammer in Verbindung steht.

Das Ventilglicd des Pumpenauslaßventils kann entweder selbst als Dichtung ausgebildet oder mit einer gesonderten Dichtung versehen sein.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Fig. I zeigt einen Querschnitt in axialer Richtung durch ein sclbstpumpendes hydraulisches Federbein mit innerer Niveauregelung nach der Erfindung tm Pumpbereich:

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1, aber in der Stellung außerhalb des Pumpbereichs;

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung, die aber eine veränderte Ausführungsiorm zeigt.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein selbstpumpendes hydraulisches Federbein 11 mit innerer Niveauregelung ein steuerbares Pumpenauslaßventil 10 auf. Das Pumpenauslaßventil 10 besteht aus einem Ventilsitzteil 12 mit einer Öffnung 13, einem Ventilglied 14 und einer Ventilfeder 15. Es ist durch eine Längensteuerfeder Ϊ6 aufstoßbar.

»5 Das Federbein U hat drei maßgebende Flüssigkeitskammern, zwischen denen der hydraulische Flüssigkeitsstrom bei den Federbewegungen durch eine Mehrzahl von Ventil- und Dichtungsmitteln gesteuert wird, nämlich einen Vorratsbehälter 17, eine Hochdruckkammer 18 und eine Pumpenkammer 19. Beim Ausfedern strömt Arbeitsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 17 durch einen Ansaugkanal 20 und über ein Pumpeneinlaßventil 21 in eine Längsbohrung 22 eines rohrförmigen Pumpenkolbens 23 und von dort in die Pumpenkammcr 19. Die Pumpenkammer 19 wird durch eine konzentrische Längsbohrung einer Kolbenstange 24 gebildet. Ein Ende der Kolbenstange 24 trägt einen Dämpfungskolben 25 und das andere Ende ist mit einem oberen Befestigungszapfen 26 verhunden. Beim Einfedern strömt die Arbeitsflüssigkeit aus der Pumpenkammer 19 in die Hochdruckkammer 18 Die Flüssigkeit fließt dabei von der Pumpenkammer 19 durch einen ringförmigen Spalt /wischen dem Pumpenkolben 23 und der Liingsbohrung der KoI-benstange 24 durch die Öffnung 13 an dem sich öffnenden Ventilglied 14 vorbei in die Hochdruckkammer 18.

Wenn das Federbein 11 eine vorgegebene Länge erreicht hat. wird das Pumpen der Flüssigkeit gestoppt. Die Längensteuerfeder 16 überwindet dann die Kraft der Ventilfeder 15 und drückt das Ventilglied 14 von der Öffnung 13 weg. Dadurch ist zwischen der Pumpenkammer 19 und der Hochdruckkammer 18 ein Flüssigkeitsstrom in beiden Richtungen möglich.

Die Arbeitsflüssigkeit kann von der Hochdruckkammer 18 durch ein Ahregelvenlil 27 und einen Abregelkanal 28 zum Vorratsbehälter 17 zurückfließen. Das Abregelventil 27 kann durch einen Überdruck hydraulisch betätigt werden, wenn der Flüssigkeitsdruck in der Hochdruckkammer 18 zu hoch wird. Das Abregelventil kann ebenso mechanisch durch ein Betätigungselement 29 betätigt werden. Dieses Betätigungselement 29 besteht aus einem Verzögerungskolhen 30 mit einem Rückschlagventil 31 und einer Rückholfeder 32. Es wird von der Längensteuerfeder 16 gesteuert. Die Längensteuerfeder 16 hat, wie gei'jichnct, zwei Funktionen, nämlich 1. Steuerung des Betätigungselements 29 des Abregelventils 27 und'2. Steuerung des Pumpenauslaßventils 10. Dabei kann eine zweite Feder zusätzlich parallel zu der Längensteuerfeder 16 angeordnet werden, um das Betätigungselement 29 zu steuern.

Bei einem eingebauten Federbein Il ist der obere Befestigungszapfen 26 an der gefederten Masse eines Kraftfahrzeuges befestigt, während ein unteres Befestigungsauge 35 an einer ungefederten Masse des Fahrzeuges festgelegt ist. Eine schwingende Bewe-

gung /wischen dem Befestigungszapfen 26 und dem Befestigungsauge 35 verursacht, daß die Hochdruckkammer 18 relativ zum Pumpenkolben 23 bewegt wird. Wenn das Federbein durch das Fahrzeug starker belastet wird, dann befindet sich der Dampfungskolben 25 anfangs im unteren Teil der Hochdruckkammer 1S. Sobald der untere Teil der Hochdruckkammer 18 sich von dem Dämpfungskolben 25 wegbewegt, fällt der Druck in der Pumpenkammer 19 unter den atmosphärischen, öffnet sich das Pumpencinlaßventil 21 und strömt Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 17 in die Pumpenkammer 19. Wenn sich die Bewegung der Hochdruckkammer 18 umkehrt, dann schließt sich das Pumpeneinlaßventil 21 und der Flüssigkeitsdruck in der Hochdruckkammer 18 öffnet das Pumpenauslaßventil 10 und bewirkt einen Flüssigkeitsstrom von der Pumpenkammer 19 zur Hochdruckkammer 18. Wenn die Schwingungsbewegung anhält, steigt der Druck in der Hochdruckkammer 18 und veranlaßt den Dämpfungskolbcn 25, sich von dem Befestigungsauge 35 wegzubewegen, da seine untere Kolbenlläehc 33 größer ist als seine obere Kolbcnfläche 34. Das Pumpenauslaßventil 10 wird mit dem Dämpfungskolben 25 in Längsrichtung verschoben. Dabei kommt das Ventilglied 14 mit der Längensteuerl'eder 16 in Berührung. Der Pumpbetrieb wird abgebrochen, wenn die Längensteuerfeder 16 die Kraft der Ventilfeder 15 überwindet und das Ventilglied 14 von der Öffnung 13 wegdrückt, denn dann ist in beiden Richtungen zwischen der Hochdruckkammer 18 und der Pumpenkammer 19 ein Flüssigkeitsstrom möglich. Diese Stellung des Pumpenauslaßventils 10 ist in Fig. 2 gezeigt.

Bei übermäßigem Ausfahren der Kolbenstange 24 wie sie auftritt, wenn die gelederte Masse des f-ahr zeuges reduziert wird, wird der Dämpfungskolben 2f durch den Flüssigkeitsdruck in der Hochdruckkam mer 18 in den oberen Teil der Hochdruckkammer Ii gedruckt. Die Längensteuerfeder 16 wird gegen der Verzögerungskolben 30 gedrückt und dieser geger das Abregelventil 27 bewegt, um dieses aufzustoßen Die Flüssigkeit strömt dabei langsam an dem Verzö gerungskolben 30 vorbei und verursacht ein verzöger tes Öffnen des Abregelventils 27. Wenn der Kontak hergestellt isil, wird das Abregelventil 27 mechanisch aufgestoßen, so daß die Flüssigkeit durch den Abre gelkanal 28 in den Vorratsbehälter 17 zurückströmer kann. Das Rückschlagventil 2(1 ermöglicht es den Verzögerungskolben 30, schnell in seine neutrali Stellung zurückzukehren, indem es sich öffnet unc eine schnelle Verschiebung der Flüssigkeit erlaubt wenn die Kolbenstange 24 wieder weit genug in dii Hochdruckkammer 18 eingefahren ist.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ventilglied \A ist eine einstückige Konstruktion. Nach Fig. 3 schließ ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung eir Ventilglied 37 mit einer gesonderten Dichtung 36 ein die an dem Ventilglied 37 befestigt ist. Der Betrier des Ventilgltedes 37 mit der gesonderten Dichtung 36 ist der gleiche, wie vorher für das Ventilglied I^ in den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Die Ausbildung des Abregelventils 27 und seine: Betätigungselements 29 sind nicht Gegenstand dei Erfindung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Selbstpumpendes hydraulisches Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeuge, mit einem von einer Kolbenstange getragenen Dämpfungskolben, der innerhalb einer zylindcrförmigen Hochdruckkammer, deren Volumen durch das jeweils eintauchende Volumen der Kolbenstange unter Druckerhöhung vermindert wird, verschiebbargelagert ist, mit einer Pumpeinrichtung, deren Purnpwirkung durch eine konzentrisch zur Kolbenstange in der Hochdruckkammer angeordnete und an einem Ende der Hochdruckkammer abgestützte Liingensteuerfedcr hubabhängig steuerbar ist und die bei einer Unterschreitung einer vorgegebenen Soll-Länge des Federbeins Hydraulikflüssigkeit über ein Pumpeneinlaßventil aus einem Vorratsbehälter ansaugt und in die Hochdruekkammer fördert, und mit einer hubabhängig steuerbaren Abregeleinrichtung, die bei einer Überschreitung der Soll-Länge des Federbeins Hydraulikflüssigkeit aus der Hochdruekkammer in den Vorratsbehälter zurückfließen läßt, bis jeweils die Soll-Länge des Federbeins wieder erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Längensteuerfeder (16) in entgegengesetzter Richtung wie eine Ventilfeder (15) auf ein Ventilglied (14 oder 37) eines auf der Kolbenstangenseite am Dämpfungskolben (25) angeordneten Pumpenauslaßventils (10). das in an sich bekannter Weise eine in einer Längsbohrung der Kolbenstange (24) angeordnete, mit einem Pumpenkolben (23), der vom Ende -des Dämpfungskolbcns (25) her in die Pumpenkammer (19) eintaucht, zusammenwirkende und über das Pumpeneinlaßventil (21) und eine Längsbohrung des Pumpenkolbens (23) mit dem Vorratsbehälter (17) verbundene Pumpenkammer (19) der Pumpeinrichtung mit der Hochdruekkammer (18) verbindet, einwirkt und dieses bei Erreichung oder Überschreitung der Soll-Länge des Federbeins (11) gegen die Kraft der Ventilfeder (15) von seinem Sitz abhebt und so das Pumpenauslaßventil (10) zwecks Ausschaltung der Pumpwirkung in beiden Strömungsrichtungen geöffnet hält.

2. Federbein nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilfeder (15) des Pumpenauslaßventils (10) sich unmittelbar am Dämpfungskolben (25) abstützt und das Ventilglied (14 oder 37) gegen eine dem Dämpfungskoiben (25) zugekehrte Sitzfläche an einem mit dem Dämpfungskolben (25) verbundenen Ventilsitzteil (12) drückt, welches in seiner Sitzfläche eine öffnung (13) aufweist, die mit einem Ringraum zwischen dem Pumpenkolben (23) und der diesen umgebenden Wand der Pumpenkammer (19) in Verbindung steht.

3. Federbein nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das einstückige Ventilglied (14) des Pumpenauslaßventils (10) selbst als Dichtung ausgebildet ist.

4. Federbein n?.ch den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (37) des Pumpenauslaßventils (10) mit einer gesonderten Dichtung (36) versehen ist.

Die Erfindung betrifft ein selbstpumpendes hydraulisches Federbein mit innerer Niveauregelung für Fahrzeug, mit einem von einer Kolbenstange getragenen Dämpfungskolben, der innerhalb einer /y-

linderförmigen Hochdruekkammer. deren Volumen durch das jeweils eintauchende Volumen der Kolbenstange unter Druckerhöhung vermindert wird, verschiebbar ucUmert ist, mit einer Pumpeinnchtung. deren Pumpwirkung durch eine konzentrisch zur

ίο Kolbenstange in der Hochdruekkammer angeordnete und an einem Ende der Hochdruekkammer abgestützte Längensteuerfeder hubabhängig steuerbar ist und die bei einer Unterschreitung einer vorgegebenen Soll-Länge des Federbeins Hydraulikflüssigkeit über

ein Pumpeneinlaßventil aus einem Vorratsbehälter •insaugt und in die Hochdruekkammer fordert, und mit einer hubabhängig steuerbaren Abregeleinrichtung die bei einer Überschreitung der Soll-Lange des Federbeins Hydraulikflüssigkeit aus der Hoehdruek-

k:\mrner in den Vorratsbehälter zurückfließen laßt, bis jeweils die Soll-Länge des Federbeins wieder erreicht