DE19529389C2 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Fe­ derbein mit innerer Niveauregulierung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschiebba­ ren Dämpfungskolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wo­ bei beim Ausfahren der Kolbenstange Öl aus einem Reserveraum über ein Saugventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rück­ schlagventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstan­ ge gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird; dabei ist das Rück­ schlagventil in dem aus dem Arbeitszylinder hinaustretenden Endbereich der Kolbenstange angeordnet und zentriert, wobei der Ventilkörper Öldurchlässe aufweist.

Es sind bereits derartige Niveauregelungsvorrichtung bekannt (z. B. DE 33 16 069 C2), bei denen ein Ventileinsatz zwischen der Steuerhülse und einem Verschlußstopfen im Endbereich der Kolbenstange angeordnet ist. Das Ventil ist dabei über einen Schnappring mit der Steuerhülse verbunden und nach Ein­ bringen in die hohle Kolbenstange unlösbar, da der Schnappring sich nun nicht mehr aufweiten kann. Problematisch ist bei derartigen Verbindungen, daß die Schnappringe lediglich mit entsprechendem Spiel montiert werden können, so daß es im Fahrbetrieb zu Geräuschbildungen führen kann. Wird der Schnapp­ ring andererseits mit Übermaß montiert, so sind ablösende Spanpartikel nicht auszuschließen, die anschließend die Ventilfunktion beeinflussen können. Dar­ über hinaus führt eine spielfreie Montage zur Verhinderung von kardanischen Bewegungen zwischen der Steuerhülse und der Pumpenstange.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Feder­ bein mit innerer Niveauregulierung zu schaffen, bei dem die Befestigung der Steuerhülse innerhalb der Kolbenstange kardanisch bewegbar, axial spielfrei und funktionssicher erfolgt und ein Druckventil aufnehmen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Endbe­ reich der hohlen Kolbenstange ein aus der Kolbenstange nach außen heraustre­ tender Zapfen vorgesehen ist, welcher mit der Steuerhülse verbunden ist, wobei die Steuerhülse über den Zapfen relativ zur Kolbenstange über einen im Durchmesser verjüngten Bereich des Zapfens kardanisch bewegbar angeordnet ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß durch die kardanische Beweglichkeit der Steuerhülse gegenüber der Pumpenstange die gewünschte Anlage erzielt wird und somit eine sichere Abdichtung der Abregelbohrung in der Pumpen­ stange gewährleistet ist. Das Druckventil läßt sich dabei als komplette Bauein­ heit in die Verbindung einbringen, so daß in der Herstellung eine große Verein­ fachung möglich wird, da das Druckventil als handelsübliches Teil vorgeprüft und eingebaut werden kann.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß das Rück­ schlagventil im Zapfen und/oder Steuerhülsenbereich angeordnet ist.

Nach einer Ausgestaltung ist die Steuerhülse mit dem Zapfen form- und/oder kraftschlüssig verbunden.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Steuerhülse im Verbindungsbe­ reich zum Zapfen kardanisch bewegbar gehalten.

Vorteilhaft ist dabei, daß der Zapfen oder Teils davon aus einem elastischen Werkstoff bestehen.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß der kardanisch bewegbare Bereich des Zapfens zwischen dem mit der Kolbenstange befestigten Bereich und dem mit der Steuerhülse befestigten Bereich angeordnet ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch darge­ stellt.

Es zeigt:

Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Ni­ veauregulierung im Schnitt

Fig. 2 einen Schnitt durch Kolbenstange und Steuerhülse des in Fig. 1 dar­ gestellten Federbeins

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer mit einem zweiteiligen Zapfen ver­ bundenen Steuerhülse sowie einer Kolbenstange im Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge be­ steht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 7 des Federbeins, in dem ein Dämpfungskolben 8 am Ende einer hohlen Kolbenstange 2 gleitet. Der Arbeits­ zylinder 7 ist auf der einen Seite durch einen Boden 9 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 10 abgeschlossen, durch den die hohle Kolbenstange 2 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden 9 ist mittels eines Befestigungsstiftes am Aufbau des Fahrzeuges und die Kolbenstange 2 mittels eines Befestigungs­ auges an der Achse des Fahrzeuges in nicht gezeigter Weise befestigt. Der Ar­ beitszylinder 7 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 11 in eine Hochdruckkammer 12 und eine Niederdruckkammer 13 unterteilt ist. Ein Hoch­ druckgaspolster in der Hochdruckkammer 12 ist von einem Ölraum 14 durch eine Membran 15 getrennt. In der Niederdruckkammer 13 sind Öl und ein Nie­ derdruckgaspolster 16 nicht voneinander getrennt. Der Ölspiegel 17 ist gestri­ chelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, das heißt, im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 13 gleicher Druck wie in der Hoch­ druckkammer 12.

Der stirnseitige hintere Arbeitsraum 18 zwischen dem Dämpfungskolben 8 und dem Boden 9 steht mit dem Ölraum 14 der Hochdruckkammer 12 über den Ka­ nal 19 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen dem Dämpfungskolben 8 und dem Deckel 10 angeordnete Arbeitsraum 20 arbeitet über Ventile des Dämp­ fungskolbens 8 mit dem stirnseitigen Arbeitsraum 18 des Arbeitszylinders 7 zu­ sammen.

Am Boden 9 ist eine Pumpenstange 21 befestigt, die zusammen mit einer im Hohlraum der Kolbenstange 2 befindlichen Steuerhülse 4 geschaffenen Pum­ penzylinder eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgeru­ fenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 2 betätigen diese Ölpumpe, die ständig Öl, gesteuert durch das Saugventil 22 aus der Niederdruckkammer 13 über das Rückschlagventil 5, durch den Kanal 23 in den Arbeitszylinder 7 fördert. Dadurch werden der Dämpfungskolben 8 und die Kolbenstange 2 mit der Steuerhülse 4 solange auswärts geschoben, bis Steueröffnungen 24 der Pumpenstange 21 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 7 und der Niederdruckkammer 13 freigeben. Es setzt die Abregelfunktion ein. Das Rückschlagventil 5 befindet sich im Endbereich 1 der hohlen Kolbenstange 2 und ist über den Zapfen 3 und die Steuerhülse 4 axial fixiert.

Zwischen der Steuerhülse 4 und dem Zapfen 3 befindet sich ein bewegbarer Bereich 6 des Zapfens 3, der durch seine Elastizität kardanische Bewegungen der Steuerhülse 4 zuläßt, so daß Undichtigkeiten bzw. Verkantungen zwischen der Pumpenstange 21 und der Steuerhülse 4 vermieden werden.

Aus der Fig. 2 ist als Einzelheit eine hohle Kolbenstange 2 dargestellt, bei der der Zapfen 3 über eine Dichtung 25 im Endbereich der hohlen Kolbenstange 2 abgedichtet aufgenommen ist. Der Zapfen 3 ist über einen Formschluß 26 mit der hohlen Kolbenstange 2 fest verbunden, die Steuerhülse 4 besitzt gegenüber dem Zapfen 3 ebenfalls einen Formschluß 27 und ist somit axial fixiert. Der be­ wegbare Bereich 6 des Zapfens 3 gewährleistet durch die Verjüngung des Durchmessers eine ausreichende Elastizität damit die Steuerhülse 4 kardani­ schen Bewegungen innerhalb der hohlen Kolbenstange 2 folgen kann. Das Rückschlagventil 5 befindet sich im Bereich der Steuerhülse 4 und des Zapfens 3 und läßt sich als handelsübliches Bauteil entsprechend vorgeprüft in dieser Verbindung unterbringen.

In der Fig. 3 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die hohle Kolbenstange 2 wiederum über einen Formschluß 26 den Zapfen 3 aufnimmt. Der Zapfen ist da­ bei zweiteilig durch die Teile 3a und 3b hergestellt, wobei das Zapfenteil 3b vor­ zugsweise aus einem elastischen Werkstoff besteht. Der bewegbare Bereich 6 befindet sich bei dieser Ausführungsform im Teil 3b, welches zwischen dem Zapfen 3a und der Steuerhülse 4 angeordnet ist. Durch den verjüngten Bereich 6 wird mit der entsprechenden Werkstoffauswahl eine Elastizität geschaffen, die es wiederum der Steuerhülse 4 erlaubt, kardanische Bewegungen gegenüber der Kolbenstange 2 bzw. der Pumpenstange 21 zu vollziehen. Das Rückschlag­ ventil 5 befindet sich im Zapfenteil 3b. Entsprechende Aussparungen 28 im Zapfenteil 3b dienen als Öldurchlässe. Die dargestellte Verbindung Zapfen - Steuerhülse ist als kraftschlüssige Presspassung vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1

- Endbereich

2

- hohle Kolbenstange

3

- Zapfen

4

- Steuerhülse

5

- Rückschlagventil

6

- bewegbarer Bereich des Zapfens

7

- Arbeitszylinder

8

- Dämpfungskolben

9

- Boden

10

- Deckel

11

- Zwischenwand

12

- Hochdruckkammer

13

- Niederdruckkammer

14

- Oelraum

15

- Membran

16

- Gaspolster

17

- Oelspiegel

18

- Arbeitsraum

19

- Kanal

20

- Arbeitsraum

21

- Pumpenstange

22

- Saugventil

23

- Kanal

24

- Steueröffnung

25

- Dichtung

26

- Formschluß

27

- Formschluß

Claims (6)

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulie­ rung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Ar­ beitszylinder und einem in diesem verschiebbaren Dämpfungskolben am En­ de einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wobei beim Ausfahren der Kolbenstange Öl aus einem Reserveraum über ein Saugventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlagventil und einen zwi­ schen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird; dabei ist das Rückschlagventil in dem aus dem Arbeitszylinder hinaustretenden Endbereich der Kolbenstange angeord­ net und zentriert, wobei der Ventilkörper Öldurchlässe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Endbereich (1) der hohlen Kolbenstange (2) ein aus der Kolbenstange (2) nach außen heraustretender Zapfen (3) vorgesehen ist, welcher mit der Steuerhülse (4) verbunden ist, wobei die Steuerhülse (4) über den Zapfen (3) relativ zur Kolbenstange (2) über einen im Durchmesser verjüngten Bereich (6) des Zapfens (3) kardanisch bewegbar angeordnet ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (5) im Zapfen (3) und/oder Steuerhülsenbereich (4) angeordnet ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (4) mit dem Zapfen (3) form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerhülse (4) im Verbindungsbereich zum Zapfen (3) kardanisch bewegbar gehalten ist.

5. Federbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (3) oder Teile davon aus einem elastischen Werkstoff be­ stehen.

6. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kardanisch bewegbare Bereich (6) des Zapfens (3) zwischen dem mit der Kolbenstange (2) befestigten Bereich und dem mit der Steuerhülse (4) befestigten Bereich angeordnet ist.