DE2230474A1

DE2230474A1 - Hydropneumatisches federbein mit innerer niveauregeleinrichtung

Info

Publication number: DE2230474A1
Application number: DE2230474A
Authority: DE
Inventors: Manfred Loehr
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch Werke AG
Priority date: 1971-10-22
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1974-01-10
Also published as: IT965392B; FR2157652A5; NL7211513A; GB1408613A; US3790146A; JPS4850174A; DE2230474C3; BE790144A; DE2230474B2

Description

Hoe sch Aktiengesellschaft, 4600 Dortmund, Eberhardstraßc 12

Hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregeleinrichtung (Zusatz zu Patentanmeldung P 21 52 600. 1)

Die Erfindung betrifft ein hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregeleinrichtung zum Anschluß an eine außenliegende Druckmittelquelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten Arbeitszylinder, der durch einen, von einer Kolbenstange getragenen und mit DämpfungsOrganen versehenen Arbeitskolben in einen kolbenstirnseitigen und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum unterteilt wird, von denen der kolbenstirnseitige Arbeitsraum mit einem, von einer Arbeitsgasfeder belasteten und von dieser durch eine Membran getrennten, von einem Außenrohr begrenzten Ölraum in Verbindung steht, mit Anschluß für eine von der Druckmittelquelle kommende Druckmittelleitung und wobei die Niveauregeleinrichtung aus einem Auf- und einem Abregelventil besteht/ die als wegabhängig von der Stellung der Kolbenstange im Arbeitszylinder betätigte Axial ventile ausgebildet sind, wobei ein in an sich bekannter Weise von einer Zugfeder belastetes, von der Kolbenstange über einen Anschlag eines Stößels, an dessen freiem Ende angebrachtes, mitnehmbares Abregelventil vorgesehen ist, das im Aufregelbereich ein in einer am Boden des Außenrohres vorgesehenen

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Platte untergebrachtes, federbelastetes Hubventil offenhält, welches bei

Erreichen der Niveaulage durch das Abheben des Abregelventils von j

seinem Ventilsitz schließt, die Druckmittelzufuhr aus der Druckmittel- ; leitung absperrt, und durch welches während des Abre gel vor ganges bei ausgefahrener Kolbenstange das Öl aus dem Federbein durch eine Bohrung I bis zu deren Verschluß durch das Abregelventil strömt.

Ein derartiges hydropneumatisches Federbein ist Gegenstand des Haupt -

patents (Patentanmeldung P 21 52 600. 1).

Werden diese hydropneumatisehen Federbeine an die Druckmittelquelle einer hydropneumatischen Federungsanlage - wie sie beispielsweise in einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag (P 21 52 601. 2) offenbart ist angeschlossen^ so ist von Nachteil, daß nach Abschalten des Elektromotors durch den Hochdruckschalter der Abschaltdruck in der Ölleitung erhalten bleibt. Da der Abschaltdruck größer als der Druck der Federbeine bei Vollast sein muß, werden die äußeren Ventilkappen der Doppelventile im Teillastbereich mit erheblichem Differenzdruck schließend in Richtung zum Dämpfungskolben auf die Ventilplatten gedrückt. Die Abregelventilstößel sind nicht in der Lage, durch Aufsetzen auf die inneren Ventilkappen die Doppelventile zu öffnen, um so den Abschaltdruck abbauen zu können.

Mit diesem Nachteil ergibt sich ein weiterer, der darin besteht, daß bei

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unterschiedlichen Radlasten zwischen rechts und links die Federbeine entsprechend unterschiedliche Drücke bzw. Federsteifigkeiten erhalten. Die Folge hiervon ist ein Fahrverhalten, das als unangenehm empfunden wird.

Außerdem müßte bei Verwendung einer lastabhängigen Bremskraftregelung der Steuerdruck für den Regler über einen Anschluß am Mantel des Federbeines abgenommen werden. Der Aufwand hierfür in Verbindung mit der zusätzlichen Leitung zum Bremskraftregler ist erheblich, und es ist funktionell von Nachteil, daß der Bremskraftregler nur vom Druck des angeschlossenen Federbeines beaufschlagt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Federbein nach dem Hauptpatent (Patentanmeldung) mit einem geringen baulichen Aufwand so zu verbessern, daß die beschriebenen Nachteile vermieden werden. Bei der Geradeausfahrt soll ein Druckausgleich zwischen den Federbeinen stattfinden, während bei Kurvenfahrt der sich einstellende Druckunterschied erhalten bleiben muß.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein konstanter Durchlaß bei geschlossenem Hubventil eine Verbindung zwischen dem. der Druckmitteüeitung vorgeschalteten Raum und dem kolbenstirnseitigem

Arbeitsraum herstellt, die bei geöffnetem Hubventil und beim Aufsetzen des Abregelventils auf den Ventilsitz vom kolbenstirnseitigen Arbeits-

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ι raum zu dem der Druckmittelleitung vorgeschalteten Raum hin unterbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung befindet sich der konstante Durchlaß außerhalb des Hubventils und führt von dem der Druckmittelleitung vorgeschalteten Raum zu einem ringförmigen Einstich des Rückschlagventils.

Bei Einsatz eines Hubventils, gestaltet als aus einem äußeren Ventilkopf, einem Ventilschaft und einem inneren durchbohrten Ventilkopf bestehendes j Doppelventil ist in zweckmäßiger Weise einem weiteren Merkmal zufolge der konstante Durchlaß in an' sich bekannter Weise aus einem Rohr mit durchgestecktem Draht gebildet, oder der äußere Ventilkopf ist aus porösem Material, wie Sintereisen, gefertigt.

Durch diese Anordnung des konstanten Durchlasses nach der Erfindung kann ein Regler für eine last abhängige Bremskraftregelung in die Druckmittelleitung zu den Federbeinen eingebaut werden.

Die Vorteile dieses hydropneumatisch en Federbeines mit innerer Niveauregelung bestehen darin, daß sich nach Abschalten des Elektromotors durch den Hochdruckschalter der Abschaltdruck, der im Leitungssystem vom Pumpenauslaßventil bis zum Anschlußraum der Federbeine herrscht, j über den konstanten Durchlaß zum Arbeitsraum der Federbeine hin bis

j auf den Druck der Federbeine abbauen kann. Dadurch werden das Leitungs-

j system, das Pumpenauslaßventil, der Hoch- und Niederdruckschalter und

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das Ablaßmagnetventil entlastet.

Bei unterschiedlichen Radlasten zwischen rechts und links erfolgt während der Fahrt ein Druckausgleich zwischen den Federbeinen über den konstanten Durchlaß des Federbeines mit dem niedrigen Druck. Durch den Druckausgleich erhalten beide Aufbaufedern die gleiche Federsteifigkeit. Dies ist für das Fahrverhalten -von wesentlicher Bedeutung,

Besonders hervorzuheben ist, daß durch die Anordnung des konstanten Durchlasses in den Federbeinen beim Durchfahren einer Kurve durch Aufsetzen des Abregelventiles auf den Ventilsitz, der sich im kurvenäußeren Federbein einstellende höhere Druck nicht zum kurveninneren

Federbein, dessen Abregelstößel vom Ventilsitz abgehoben ist, aus-

gleichen kann, und eine exakte Kurvenverriegelung erhalten bleibt.

In diesem Fahrzustand besteht durch Abheben d.es Abregelventils des kurveninneren Federbeins vom Ventilsitz eine Verbindung zwischen dem Federbein mit dem niedrigeren Druck zur Druckmittelleitung;

Dies ist von besonderem Vorteil beim Vorhandensein einer vom Druck der Federbeine gesteuerten lastabhängigen Bremskraftregelung. Der Regler kann in die Zuleitung zu den Federbeinen eingebaut, d. h. aufbaufest montiert werden und wird beim Durchfahren von Kurven immer mit dem Druck des kurveninneren Federbeines belastet.

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Dadurch ist ein Überbremsen der Hinterachse auch bei Kurvenfahrt ausgeschlossen.

An Hand der dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Federbeines erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Mveauregeleinrichtung des Federbeines mit Hubventil als Teilausschnitt,

Fig. 2 eine Niveauregeleinrichtung des Federbeines mit Doppelventil als Teilausschnitt.

Ein Federbein, im einzelnen dargestellt in dem Hauptpatent

(Patentanmeldung P 21 52 600. 1) ist über eine Druckmittelleitung 41 mit einer Druckmittelquelle verbunden. Eine Bohrung 40 endet in einem der Druckmittelleitung 41 vorgeschalteten Raum 39. Zwischen dem Raum 39 und einem kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 befindet sich eine Platte 32, die ein Hubventil 35 mit seiner Druckfeder 38 und ein Rückschlagventil 44 mit den Bohrungen 43 und einem ringförmigen Einstich, 100 trägt, in den ein konstanter Durchlaß 101 einmündet. Ein Stößel 29 trägt an seinem der Platte 32 zi._;_,-. -.-,undten Ende ein Abregelventil 31 und ist in einer nicht dargestellten Kolbenstange des Federbeines mitnehmbar gelagert.

Im Aufregelbereich wird das Abregel ventil 31 mit dem Stößel 29 durch

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eine Zugfeder 33 auf einen Ventilsitz 34 gedrückt. Über die Druckmittelleitung 41, die Bohrung 40, den Raum 39 kann bei geöffnetem Hubventil 35 über die Bohrungen 43 und das Rückschlagventil 44 Öl in den kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 gelangen.

Die Ölzufuhr bewirkt im Federbein eine Druckerhöhung, wodurch die

Kolbenstange ausfedert und den Stößel 29 mitnimmt. Die Druckfeder 38 I
; drückt das Hubventil 35 auf das Abregelventil 31 bis es auf einer Ventil-

; sitzfläche 42 aufsetzt. Nunmehr kann nur über den konstanten Durchlaß '< 101 Öl aus dem Raum 39 in den kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 ge-

langen, wodurch der Druck im Raum 39 und der Druckmittelleitung 41

stark ansteigt und beim Erreichen des Abschaltpunktes des Hochdruckj schalters den Elektromotor ausschaltet. Der Abschaltdruck in der Druck- ! mittelleitung 41 und im Raum 39 kann sich nun über· den konstanten Durchlaß 101 und das Rückschlagventil 44 zum kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 hin abbauen.

Im Abregeibereich ist das Abregelventil 31 vom Ventilsitz 34 abgehoben und das Öl strömt aus dena kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 über eine Bohrung 37, durch Öffnen des "Hubventils 35, den Raum 39, in die Druckmittelleitung 41. Dies geschieht solange, bis durch den sich absenkenden Druck im Federbein die Kolbenstange soweit eingefedert ist, daß das Abregelventil 31 auf den Ventilsitz 34 aufsetzt und ein weiteres Abfließen von Öl verhindert.

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Beim Federbein nach Fig. 2 -*das Hubventil ist als aus einem äußeren Ventilkopf 45, einem Ventilschaft 46 und einem inneren durchbohrten Ventilkopf 47 bestehendes Doppelventil gestaltet - wird der konstante Durchlaß 201 als Kreisringspalt dadurch gebildet, daß in den äußeren Ventilkopf 45 ein Rohr 202 mit durchgestecktem Draht 203 eingesetzt ist.

Im Aufregelbereich wird durch die Kraft der Zugfeder 33 das Abregelventil 31 auf den inneren durchbohrten Ventilkopf 47 gedrückt und das Doppelventil gegen die Kraft einer Druckfeder 48 nach außen gedrückt, so daß der äußere Ventilkopf 45 von der Ventilsitzfläche 42 abhebt.

Wird Öl gefördert, so gelangt dieses über die Druckmittelleitung 41 beim Abheben des inneren durchbohrten Ventilkopfes 47 gegen die Kraft der Zugfeder 33 in den kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24. Beim Erreichen der Niveaulage wird der Stößel 29 mit dem Abregelventil 31 von der Kolbenstange mitgenommen, wobei eine Druckfeder 48 das Doppelventil einwärts verschiebt, bis der äußere Ventilkopf 45 auf seine Dichtfläche , aufsetzt. Nun ist nur die Verbindung von der Druckmittelleitung 41 über den konstanten Durchlaß 201 zum kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 j

offen. Der Druck in der Druckmittelleitung 41 steigt hierdurch stark j

an und schaltet beim Erreichen des Abschaltpunktes des Hochdruckschal- j

i

ters den Elektromotor ab. Der Abschaltdruck baut sich dann über den . ; konstanten Durchlaß 201 und den geschlitzten Ventilschaft 46 zum j

kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 hin ab. - 9 - '

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j - 9-

: Während des Abregelvorganges ist das Abregelvent.il 31 abgehoben, so

daß das Öl aus dem kolbenstirnseitigen Arbeitsraum 24 vorbei an einem

^: geöffneten inneren durchbohrten Ventilkopf 47, durch den Ventilschaft 46 |

I ' ί

I in die Druckmittelleitung 41 abfließt., Wobei der äußere Ventilkopf 45 j

i . . j

gegen die Kraft der Druckfeder 48 abgehoben wird. Bei Beendigung dos j

j . . ι

I Abregelvorganges sitzt der innere durchbohrte Ventilkopf 47 dichtend auf !

seinem Ventilsitz und das Abregelventil 31 auf dem Ventilkopf 47 und
; verhindert so ein weiteres Abfließen von Öl.

I ι

I Während der Fahrt heben die Abre gel ventile 31 durch dynamische Bewe- |

I j

I ■ i

ί gungen zwischen Achse und Aufbau zeitweise von der Ventilsitzfläche ab,
wodurch bei unterschiedlichen Radlasten dann ein Druckausgleich über den konstanten Durchlaß des Federbeines mit dem niedrigen Druck zu diesem
hin stattfindet.

ί ί

j Dies geschieht verstärkt beim Bremsen durch Ausfedern der Hinter-

i ■

! achse, so daß der Bremskraftregler mit -dem Druck der Federbeine j

i ■ ■

j belastet und ein Ölverbrauch des Regelers von den Federbeinen über die

I ' - >■ ■ ■

; Druckmittelleitung 41 nachgefüllt wird.

I Bei Kurvenfahrt setzt durch die Bewegung des Fahrzeugaufbaus um die

j Rollachse das Abregelventil des kurvenäußefen Federbeines auf seine ·

Sitzfläche auf, während das Abregelventil des kurveninneren Federbeines |

I abgehoben wird. In diesem Zustand besteht nur eine Verbindung vom
Ϊ - 10 - .

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kurveninneren Federbein, welches einen niedrigeren Druck aufweist, über die Druckmittelleitung zum Bremskraftregler. Somit ist sicher gestellt, daß keine Uberbremsung der Hinterachse erfolgen kann.

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Claims

Hoesch Aktiengesellschaft^ 4ΰ00 Dortmund, Eberhardstraße 12

Ij Hydropneuniatisch.es Federbein mit innerer Niveauregeleinrichtung zum Anschluß an eine außenliegende Druckmittelquelle, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten Arbeitszylinder, der durch einen, von einer Kolbenstange getragenen und mit Dämpfungsorganen versehenen Arbeitskolben in einen kolbenstirnseitigen und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum unterteilt wird, von denen der kolbenstirnseitige Arbeitsraum mit einem von einer Arbeitsgasfeder belasteten und von dieser durch eine Membran getrennten, von einem Außenrohr begrenzten Ölraum in Verbindung steht, mit Anschluß für eine von der Druck mittel quelle kommende Druckmittelleitung und wobei die Niveauregeleinrichtung aus einem Auf- und einem Abregelventil besteht, die als wegabhängig von der Stellung der Kolbenstange im Arbeitszylinder-betätigte Axialventüe ausgebildet sind, wobei' ein in an sich bekannter Weise von einer Zugfeder belastetes von der Kolbenstange über einen Anschlag eines Stößels an dessen freiem Ende angebrachtes, .mitnehmbares Abregelventil vorgesehen ist, das im Aufregelbereich ein in einer am Boden des Außenrohres vorgesehenen Platte untergebrachtes, federbelastetes Hubventil offenhält, welches bei Erreichen der Niveaulage durch das Abheben des Abregelventils

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von seinem Ventilsitz schließt, die Druckmittelzufuhr aus der Druckmittelleitung absperrt, und durch welches während des Abregelvorganges bei ausgefahrener Kolbenstange das Öl aus dem Federbein durch eine Bohrung bis zu deren Verschluß durch das Abregelventil

strömt, nach Patent (Patentanmeldung P 21 52 600. 1),

dadurch gekennzeichnet, daß ein konstanter Durchlaß (101, 201) bei geschlossenem Hubventil (35) eine Verbindung zwischen dem der Druckmittelleitung (41) vorgeschalteten Raum (39) und dem kolbenstirnseitigen Arbeitsraum (24) herstellt, die bei geöffnetem Hubventil (35) unti beim Aufsetzen des Abregelventils (31) auf den Ventilsitz (34) vom kolbenstirnseitigen Arbeitsraum (24) zu dem der Druckmittelleitung (41) vorgeschalteten Raum (39) hin unterbunden ist.
2. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Durchlaß (101) außerhalb des Hubventils (35) vom Raum (39) zu einem ringförmigen Einfach (100) des Rückschlag ventiles (44) führt.
3. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 bei Einsatz eines HubventilSj gestaltet als aus einem äußeren Ventilkopf, einem Ventilschaft und einem inneren durchbohrten Ventilkopf bestehendes Doppelventil, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Durchlaß (201) in an sich bekannter Weise aus einem Rohr (202) mit einem durchgesteckten Draht (203) besteht.

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4. Hydropneumatisches Federbein nach Anspruch 1 bei Einsatz eines Hubventils, gestaltet als aus einem äußeren Ventilkopf, einem Ventilschaft und einem inneren durchbohrten Ventilkopf bestehendes Doppel ventil, .dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ventilkopf aus porösem Material gefertigt ist.
5. Hydropneumatisches Federbein nach den Ansprüchen 1 und/oder 1, 2 und 3 oder 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler für eine lastabhängige Bremskraftregelung in die Druckmittelleitung (41) eingebaut ist.

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