DE19545662C2

DE19545662C2 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung

Info

Publication number: DE19545662C2
Application number: DE19545662A
Authority: DE
Inventors: Hubert Beck
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1998-11-26
Anticipated expiration: 2015-12-08
Also published as: DE19545662A1; JPH09177865A; US5826862A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydropneumatisches Fe derbein mit innerer Niveauregelung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschiebbaren Dämpfungskolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wobei beim Ausfahren der Kolbenstange Dämpfungsmittel aus einem Reser veraum über ein Saugventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlagventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird, dabei ist die Pumpenstange in der Stirnwand des Arbeitszylinders axial, radial und/oder kardanisch beweglich fixiert.

Es sind bereits selbstpumpende hydropneumatische Federbeine bekannt (z. B. DE-PS 16 30 107, DE 33 16 069 C2), bei denen die hohle Kolbenstange als Pumpenzylinder für eine Pumpenstange ausgebildet ist, so daß beim Ausfahren der Kolbenstange Dämpfungsmittel aus einem Reserveraum über ein Saugventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlagventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird. Um beim Hochpumpen stoßartige Bewegungen in der Pumpenstange zu vermeiden, wird die Pumpenstange in gummielastischen Lagern, welche unter Vorspannung im Boden des Gehäuses gekammert sind, gehalten. Auf diese Weise lassen sich axiale, ruckartige Be wegungen der Pumpenstange elastisch abfangen. Radiale und kardanische Bewegungen läßt dieses Lager nicht zu, so daß die teleskopartig, relativ zuein ander beweglichen Teile, nämlich die Pumpenstange und die hohle Kolbenstan ge, einer mitunter übermäßigen Reibung, bis hin zum Klemmen der Teile, aus gesetzt sind. Um eine derartige übermäßige Reibung bzw. ein Klemmen zu vermeiden, ist es notwendig, daß die teleskopierenden Teile zusätzlich einen kardanischen und/oder radialen Ausgleich zumindest im Bereich des Kolbens erhalten.

Aus der gattungsbildenden DE 30 04 307 A1 ist darüber hinaus zu entnehmen, daß die hohle Pumpenstange an einer Zwischenwand elastisch gelagert ist. Das Pumpen- Ansaugrohr ist als Rohrspirale und gegenüber den Bewegungen der Zwischen wand nachgiebig ausgebildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydropneumatisches Feder bein zu schaffen, bei dem die Pumpenstange gegenüber dem in der Kolben stange angeordneten Pumpenzylinder mit geringer Reibung und geräuscharm geführt ist und darüber hinaus eine Verminderung der Rückstellmomente erzielt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Pumpen stange gegenüber der Stirnwand über Federscheiben elastisch vorgespannt ist.

Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, daß die Pumpenstange über einen Zapfen in der Stirnwand eingehängt ist.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Stirnwand eine Ausnehmung zur Aufnahme der Pumpenstange aufweist, wobei die Pumpenstange gegenüber mindestens einer Seite der Stirnwand elastisch abgestützt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Pumpenstange in der Stirn wand mit radialem Spiel aufgenommen.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Stirnwand eine Drossel zur Verbindung des Arbeitsraumes mit der Hochdruckkammer aufweist. Mit Vorteil ist dabei als Drossel eine Ausnehmung vorgesehen, die durch die, die Pumpenstange ela stisch haltenden, Federscheiben beaufschlagt ist.

Eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform sieht vor, daß der Zapfen Bestandteil der Pumpenstange ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

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

Fig. 2 bis 11 verschiedene Ausführungsformen der Lagerung der Pumpenstan ge als Einzelheit.

Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende hydropneumatische Federbein mit innerer Niveauregelung besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 3 des Federbeins, in dem ein Kolben 10 am Ende einer hohlen Kolbenstange 11 glei tet. Der Arbeitszylinder 3 ist auf der einen Seite durch einen Boden und auf der anderen Seite durch einen Deckel abgeschlossen, durch den die hohle Kolben stange 11 abgedichtet nach außen tritt. Der Arbeitszylinder 3 ist von einer ring förmigen, zum Teil mit Dämpfungsmittel und zum Teil mit Gas gefüllten Aus gleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 12 in eine Hochdruck kammer 9 und eine Niederdruckkammer 13 unterteilt ist. Ein Hochdruckgaspol ster 14 ist von der mit Dämpfungsmittel gefüllten Hochdruckkammer 9 durch eine Membran 15 getrennt. In der Niederdruckkammer 13 sind Dämpfungsmittel und ein Niederdruckgaspolster nicht voneinander getrennt. Der Spiegel des Dämpfungsmittels ist angedeutet. Im völlig abgeregelten, das heißt, im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 13 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 9.

Der Arbeitszylinder 3 weist eine Stirnwand 2 auf, an der über Federscheiben 4 die Pumpenstange 1 befestigt ist. Die Pumpenstange 1 taucht in einen Pumpen zylinder 16 (Hohlraum) der hohlen Kolbenstange 11 ein und bildet somit eine Pumpeinrichtung. Die Pumpeinrichtung wird durch Federbewegungen des Fe derbeines, hervorgehoben durch Fahrbahnunebenheiten, betrieben.

In der Fig. 2 ist eine Einzelheit dargestellt, es handelt sich hierbei um den Arbeitszylinder 3, dessen Stirnwand 2 zur Aufnahme der Pumpenstange 1 dient. Die Stirnwand 2 besitzt dabei eine Ausnehmung 6, in der ein Zapfen 5 zur Fixie rung der Pumpenstange 1 aufgenommen ist. Die axiale elastische Aufhängung der Pumpenstange 1 wird durch die Federscheiben 4 gewährleistet, welche in der Stirnwand 2 durch die Anschrägungen einen entsprechenden Axialweg hinterlegen können. Die Ausnehmung 6 ist dabei im Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Zapfen 5 gewählt, so daß hier ein entsprechender Ra dialausgleich vorgenommen werden kann. Durch die Überlagerung von Axial- und Radialbewegung lassen sich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 pro blemlos auch kardanische Bewegungen der Pumpenstange 1 vornehmen. Zum Durchtritt des Dämpfungsmittels aus dem Arbeitsraum 8 in die Hochdruckkam mer 9 weist die Stirnwand 2 zusätzlich eine Drossel 7 auf, die je nach Bemes sung des Durchmessers der Dämpfungsflüssigkeit eine entsprechend mehr oder weniger große Dämpfung entgegensetzt.

Die Fig. 3 entspricht im Prinzip der Ausführung gemäß Fig. 2 mit dem Unter schied, daß die Federscheiben 4 auf der der Pumpenstange 1 abgewandten Seite der Stirnwand 2 angeordnet sind. Die Wirkungsweise entspricht ansonsten prinzipiell der Ausführung gemäß Fig. 2.

Aus der Fig. 4 ist eine Ausführung zu entnehmen, bei der die Pumpenstange 1 über den Zapfen 5 wiederum in der Stirnwand 2 aufgenommen ist, wobei Feder scheiben 4 zu beiden Seiten der Stirnwand 2 angeordnet sind, welche eine Dämpfung der Pumpenstange 1 in Axialrichtung gewährleisten. Je nach An zugsmoment des Zapfens 5 über das Gewinde in der Pumpenstange 1 wird eine entsprechend vorbestimmte Vorspannung erzielt.

Die Fig. 5 zeigt eine Pumpenstange 1, die mit dem Zapfen 5 über eine kraft schlüssige Verbindung 17 miteinander verbunden sind.

Aus den Fig. 6 bis 8 sind Ausführungen dargestellt, bei denen die Pumpen stange 1 jeweils über den Zapfen 5 in zwei starren Scheiben 18 und einer da zwischen angeordneten Federscheibe 4 aufgenommen ist. Die starren Scheiben 18 sowie die Federscheibe 4 sind dabei im Arbeitszylinder 3 auf der entspre chenden Stirnseite durch Verrollen kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Ausführungsform gemäß den Fig. 9 und 10 zeigen wiederum eine Ver rollung des Arbeitszylinders 3, in die die Federscheibe sowie jeweils ein Win kelring 19 eine weitere Scheibe 20 zur Bitdung der Stirnwand 2 und somit zur Aufnahme der Pumpenstange 1 dienen. Auch diese Versionen zeigen sowohl einen axial wie auch radialen Ausgleich, wobei darüber hinaus auch entspre chende kardanische Bewegungen möglich sind.

In der Fig. 11 ist wiederum ein Arbeitszylinder dargestellt, in dessen stirnseiti ger Verrollung Federscheiben 4 über einen Distanzring 21, gemeinsam mit der weiteren Scheibe 20 die Stirnwand 2 bilden. Durch die nach außen abgeschräg ten Seitenflächen der weiteren Scheibe 20 lassen sich kardanische Bewegun gen der Pumpenstange 1 ausführen, während die Axialbewegung der Pumpen stange 1 durch die Federscheiben 4 ermöglicht werden und der Radialausgleich erfolgt über eine entsprechende kleinere Bemessung der weiteren Scheibe 20 gegenüber dem Innendurchmesser des Distanzringes 21. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Drossel 7 in Form einer Bohrung vorgesehen. An statt der Drossel 7 ist es jedoch auch möglich, entsprechende Drosselventile im Kolben 10 zwischen den beiden Arbeitskammern 8 anzuordnen.

Bezugszeichenliste

1

Pumpenstange

2

Stirnwand

3

Arbeitszylinder

4

Federscheiben

5

Zapfen

6

Ausnehmung

7

Drossel

8

Arbeitsraum

9

Hochdruckkammer

10

Kolben

11

Kolbenstange

12

Zwischenwand

13

Niederdruckkammer

14

Hochdruckgaspolster

15

Membran

16

Pumpenzylinder

17

kraftschlüssige Verbindung

18

starre Scheiben

19

Winkelring

20

weitere Scheibe

21

Distanzring

Claims

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveau regelung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschiebbaren Dämpfungskolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder befestigten Pumpenstange dient, wobei beim Ausfahren der Kolbenstange Dämpfungsmittel aus einem Reserveraum über ein Saug ventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlag ventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird, dabei ist die Pum penstange in der Stirnwand des Arbeitszylinders axial, radial und/oder kar danisch beweglich fixiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstange (1) gegenüber der Stirnwand (2) über Federscheiben (4) elastisch vorgespannt ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstange (1) über einen Zapfen (5) in der Stirnwand (2) einge hängt ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (2) eine Ausnehmung (6) zur Aufnahme der Pumpenstan ge (1) aufweist, wobei die Pumpenstange (1) gegenüber mindestens einer Seite der Stirnwand (2) elastisch abgestützt ist.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpenstange (1) in der Stirnwand (2) mit radialem Spiel aufge nommen ist.

5. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (2) eine Drossel (7) zur Verbindung des Arbeitsraumes (8) mit der Hochdruckkammer (9) aufweist.

6. Federbein nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Drossel (7) eine Ausnehmung vorgesehen ist, die durch die, die Pumpenstange (1) elastisch haltenden, Federscheiben (4) beaufschlagt ist.

7. Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (5) Bestandteil der Pumpenstange (1) ist.