DE2243585C3

DE2243585C3 - Hydropneumatische Federung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2243585C3
Application number: DE2243585A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1971-09-06
Filing date: 1972-09-05
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2152351A1; SE395404B; FR2152351B1; GB1409057A; DE2243585B2; DE2243585A1; US3761110A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Federung für Kraftfahrzeuge, bei der ein mindestens einem Rad des Kraftfahrzeuges zugeordneter hydraulischer Stellzylinder durch mindestens einen Steuerschieber jeweils mit einem von mindestens zwei mit unterschiedlichen Gasmengen gefüllten, als Feder wirkenden hydropneumatischen Druckspeichern oder Druckspeichergruppen verbindbar ist und bei der jeder Steuerschieber durch eine Steuerfeder in Richtung auf eine erste Steuerstellung belastet und durch den lastabhängigen Druck in einer mit dem Stellzylinder verbundenen Steuerkammer bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes gegen die Kraft der Steuerfeder in eine zweite Steuerstellung bewegbar ist.

Bei der eingangsgenannten, bekannten hydropneumatischen Fahrzeugfederung (FR-PS 15 03 903) sind mehrere, unter verschiedenen Drücken arbeitende hydropneumtaische Druckspeicher vorgesehen, die jeweils mit einem Stellzylinder verbunden werden können, der die Radfederung bildet; durch Umschalten von einem unter einem höheren Druck arbeitenden Druckspeicher auf einen mit niedrigerem Druck und umgekehrt ist es möglich, die Federungseigenschaften der jeweiligen Belastung anzupassen.

Liegt die Belastung des ruhenden Fahrzeuges aber in der Nähe der Schaltschwelle zwischen zwei Druckspeichern, dann wird bei einem Fahrbahnstoß entweder beim Einschwingen oder beim Nachfedem jedesmal ein Umschaltvorgang ausgelöst, der von einem weiteren Umschaltvorgang gefolgt ist, wenn sich nach dem FahrbahnstoB die Belastung wieder normalisiert hat s Die Fahrzeuginsassen verspüren somit nicht nur den FahrbahnstoB, sondern nachfolgend noch zwei Stöße, die darauf zurückzuführen sind, daß der Stellzylinder der Federung kurzzeitig statt mit dem der ursprünglichen Belastung entsprechenden Druckspeicher mit •o einem anderen Druckspeicher verbundemwar.

Diese Erscheinung wird von einer anderen, bekannten hydropneumatischen Federung (DE-OS 15 55 226) in gewissem Maße dadurch gemildert, daß der die Federung der Kraftfahrzeugaufhängung bildende Stellzylinder ständig mit einem Hauptdruckspeicher verbunden bleibt, wobei zum Anpassen des Druckes an die Belastung ein Stellzylinder mit einem Steuerschieber vorgesehen ist, der einerseits vom Federungsdruck, andererseits von der Kraft einer kalibrierten Vorspannfeder gesteuert wird. Verschiebt sich infolge einer Zunahme des Federungsdrucks infolge einer Zunahme der Belastung des Fahrzeuges der Steuerschieber, dann werden registerartig weitere Druckspeicher mit zunehmend höherem Druck auf den Stellzylinder aufgeschaltet Der sich hierbei ergebende Schaltstoß wird dadurch zu einem Schaltdruck abgemildert, daß über einem Drosielkanal ein statischer Druckausgleich zwischen dem Hauptdruckspeicher und den weiteren Druckspeichern erfolgt und daß sich der Steuerschieber nur mit einer zeitlichen Verzögerung verschiebt, doch auch die letztgenannte Federung reagiert noch immer in einem Grenzbelastungsbereich auf unter Umständen sehr geringe Fahrbahnstöße mit Umschaltvorgängen, die unter ungünstigen Umständen für die Insassen weit mehr spürbar sind, als es der auslösende Fahrbahnstoß selbst war.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangsgenannte hydropneumatische Federung dahingehend weiterzubilden, daß während der Fahrt störende, häufige Änderungen der Federungseigenschaften vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwischen Stellzylinder und Steuerkammer ein vom lastabhängigen Druck im Stellzylinder betätigbares Vorsteuerorgan vorgesehen ist, das die Steuerkammer in einer ersten Schaltstellung vom Stellzylinder trennt und mit einer Entlastungsleitung verbindet und in einer zweiten Schaltstellung wieder mit dem Stellzylinder verbindet und das mittels Rasteinrichtungen derart in diesen beiden Schaltstellungen arretierbar ist daß die Umschaltung von der ersten in die zweite Schaltstellung bei einem höheren Druck erfolgt als die Umschaltung von der zweiten zurück in die erste Schaltstellung.

Gemäß der Erfindung wird demnach ein zwischengeschaltetes Vorsteuerorgan in der Leitung verwendet, die den Stellzylinder mit dem Steuerschieber verbindet, der entsprechend seiner Stellung den Druckspeicher bestimmt der bedarfsweise anzuschließen ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Vorsteuerorgan als Vorsteuerschieber ausgebildet,

dessen Rasteinrichtungen aus einer mit Rastkerben zusammenwirkenden federbelasteten Rastkugel beste-

hen.

Während bisher zwei nebeneinanderliegende, jeweils einem Druckspeicher zugeordnete Belastungsbereiche durch eine gemeinsame Belastungsgrenze getrennt

waren, sorgt die Erfindung dafür, daß die Belastungsbereiche einander überlappen, so daß eine Grenzbelastung, in der ein Umschaltung von einem Druckspeicher auf den anderen bei bereits geringem Belastungswechsel stattfinden kann, nicht mehr vorliegt

Ein Ausführungsbeispie] der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 dne schematisierte Darstellung einer hydropneumatischen Federung gemäß der Erfindung und

Fig.2 eine grafische Darstellung der Federungseigenschaften mit Auftragung des bis zum Einfederungsanschlag noch verfügbaren restlichen Federweges d eines Rades in Abhängigkeit vom Druck ρ im Stellzylinder.

Die in F i g. 1 gezeigte hydropneumatische Federung enthält einen am Rahmen oder einem Teil der Karosserie 2 eines Fahrzeugs befestigten Etellzylinder 1 mit einem darin gleitenden Stellkolben 3, welcher mit einem nicht abgefederten Teil des Fahrzeugs, etwa einer ein Rad 5 tragenden Schwinge 4 verbunden ist. Der Stellzylinder enthält ein unter Druck stehendes Strömungsmittel und ist über eine Leitung 6 mit einer zwischengeschalteten Verteilerkammer TA eines Steuerschiebers 7 wahlweise mit jeweils einem als Feder wirkenden hydropneumatischen Druckspeicher 8 oder 9 verbindbar. Der in bekannter Weise ausgeführte Steuerschieber 7 ist an einer Seite durch eine Steuerfeder 10 in eine Stellung belastet, in der der Stellzylinder 1 mit dem Druckspeicher 8 verbunden ist. An der anderen Seite ist der Steuerschieber 7 von dem Druck des Strömungsmittels in einer Steuerkammer 20 beaufschlagt. Die Steuerkammer 20 ist unter Zwischenschaltung eines Vorsteuerschiebers 12 über eine Zweigleitung 11 mit dem Stellzylinder 1 strömungsverbindbar. Der Vorsteuerschieber 12 ist an einer Seite durch eine Vorsteuerfeder 13 belastet und an der anderen Seite durch den in einer Vorsteuerkammer 14 herrschenden Druck beaufschlagt, welche ihrerseits von der Leitung 6 gespeist ist. Der Vorsteuerschieber 12 hat eine Einschnürung 12' und verbindet die Zweigleitung 11 je nach seiner Stellung mit der Leitung 6 oder mit einer Entlastungsleitung 15. Eine die Vorsteuerfeder 13 enthaltende Kammer steht in dauernder Verbindung mit einer Entlastungsleitung 16, über welche um den Vorsteuerschieber 12 herum durchtretendes Strömungsmittel abgeführt wird. Der Vorsteuerschieber hat in seinem Gehäuse zwei Rastkerben 31 und 32 zum Einrasten einer in einem Sitz im Vorsteuerschieber 12 geführten und durch eine Feder belasteten Rastkugel 33.

Der Steuerschieber 7 hat ferner Durchlässe TB, TC und TD, über welche jeweils einer der Druckspeicher 8 oder 9 wahlweise mit einer die Steuerfeder 10 enthaltenden Kammer 17 verbindbar ist. Die Kammer 17 ist über ein Überströmventil 19 mit einer Entlastungsleitung 18 verbunden. Das Überströmventil 19 dient der Aufrechterhaltung eines bestimmten Drucks in der Kammer 17 und somit auch im jeweils mit dieser strömungsverbundenen Druckspeicher. In F i g. 1 befinden sich der Vorsteuerschieber 12 und der Steuerschieber 7 in einer Mittelstellung beim Überwechsel von einer zur anderen stabilen Endstellung.

Ein Höhenregler 21 ist in bekannter Weise mit der Schwinge 4 verbunden. Er ist über eine Leitung 22 mit dem unter Druck stehenden Strömungsmittel gespeist und über eine Entlastungsiatung 23 mit dem Rücklauf verbunden. Die Aufgabe und Wirkungsweise eines solchen Höhenreglers ist allgemein bekannt und von der erfindungsgemäßen Anordnung unabhängig und soll daher nicht im einzelnen beschrieben werden.

Die srfindungsgemäße Anordnung hat die folgende Wirkungsweise:

s Bei geringer Belastung herrscht im Stellzylinder 1 und damit auch in der Vorsteuerkammer 14 ein niedriger Druck p. Der durch die Vorsteuerfede» 13 zum Eingriff der Rastkugel 33 in der Rastkerbe 31 verschobene Vorsteuerschieber 12 läßt das Strömungsmittel aus der

ίο Steuerkammer 20 über die Entlastungsleitung 15 entweichen. Der Steuerschieber 7 stellt daher unter der Belastung durch die Steuerfeder 10 die Strömungsverbindung des unter einem relativ niedrigen Gasdruck stehenden Druckspeichers 8 über die Verteilerkammer TA mit dem Stellzylinder 1 her. Dieser weist dementsprechend weiche Federungseigenschaften gemäß dem Bereich I der Kurve Cl in F i g. 2 auf.

Der Druckspeicher 9 ist inzwischen über die Durchlässe 7C und TB sowie über das Überströmventil 19, welches seinen Druck auf einem Wert ρ 3 hält mit der Entlastungsleitung: 18 strömungsverbunden. Der Druck ρ 3 liegt vorzugsweise nahe bei den »Umschaltdrücken«, bei denen das Überwechseln des Steuerschiebers 7 und des Vorsteuerschiebers 12 von der einen in die andere Stellung stattfindet

Bei starker Belastung herrscht in der Vorsteuerkammer 14 ein ausreichend hoher Druck p, um den Vorsteuerschieber 12 entgegen der Belastung durch die Vorsteuerfeder 13 mit der Rastkugel 33 bis zu deren Eingriff in der Rastkerbe 32 zu verschieben, wodurch die Strömung des Druckmittels aus der Vorsteuerkammer 14 zur Steuerkammer 20 freigegeben wird.

Dadurch wird der Steuerschieber 7 entgegen der Belastung durch die Steuerfeder 10 verschoben und stellt nun über die Verteilerkammer TA eine Strömungsverbindung des unter relativ hohem Gasdruck stehenden Druckspeichers 9 mit dem Stellzylinder 1 her. Dadurch erhält dieser härtere Federungseigenschaften entsprechend dem Bereich III der Kurve C2 in F i g. 2.

Der Druckspeicher 8 ist inzwischen über die Durchlässe TD und TB sowie über das Überströmventil

19 mit der Entlastungsleitung 18 verbunden, wobei das

Überströmventil 19 seinen Druck auf dem Wert ρ 3 hält. Das durch eine Erhöhung der Belastung bewirkte

Umschalten, also die Bewegung des Steuerschiebers 7 in einer Richtung, in welcher er die Strömungsverbindung des Stellzylinders 1 mit dem Druckspeicher 9 herstellt, geschieht erst dann, wenn der Druck ρ einen Wert Pl erreicht, welcher dazu ausreicht, die Rastkugel 33 des

so Vorsteuerschiebers 12 aus der Rastkerbe 31 auszuheben. Dieser Vorgang ist in F i g. 2 durch die Stufe IIA bezeichnet

Das durch eine Verringerung der Belastung bewirkte Umschalten, also die Bewegung des Steuerschiebers 7 in einer Richtung, in welcher er die Strömungsverbindung des Stellzylinders 1 mit dem Druckspeicher 8 herstellt, geschieht dann, wenn der Druck ρ einen Wert pl erreicht, welcher niedrig genug ist, daß sich die Rastkugel 33 des Vorsteuerschiebers 12 durch die Vorsteuerfeder 13 aus der Rastkerbe 32 heben läßt. Dieser Vorgang ist in F i g. 2 durch die Stufe IIB bcieichnet.

Bei mittlerer Belastung, also bei Drücken des Federungs-Strömungsmittels zwischen den Werten ρ t und ρ 2, bleibt der Vorsteuerschieber 12 in der jeweils vorher eingenommenen Stellung. In diesen in F i g. 2 mit Γ und III' bezeichneten Bereichen findet also keine Änderung der Federungseigenschaften start wie sie

ohne Vorhandensein des Vorsteuerschiebers 12 einträten.

Es können auch jeweils mehrere parallel zueinander angeschlossene Druckspeicher 8 und 9 vorhanden sein, wie in der Zeichnung gestrichelt dargestellt.

Hierzu 1 Blatt zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydropneumatische Federung für Kraftfahrzeuge, bei der ein mindestens einem Rad des Kraftfahrzeuges zugeordneter hydraulischer Stellzylinder durch mindestens einen Steuerschieber jeweils mit einem von mindestens zwei mit unterschiedlichen Gasmengen gefüllten, als Feder wirkenden hydropneumatischen Druckspeichern oder Druckspeichergruppen verbindbar ist und bei der jeder Steuerschieber durch eine Steuerfeder in Richtung auf eine erste Steuerstellung belastet und durch den lastabhängigen Druck in einer mit dem Steiizylinder verbundenen Steuerkammer bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckes gegen die Kraft der Steuerfeder in eine zweite Steuerstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stellzylinder (1) und Steuerkammer (20) ein vom lastabhängigen Druck im Stellzylinder (!) betätigbares Vorsteuerorgan (Vorsteuerschieber 12) vorgesehen ist, das die Steuerkammer (20) in einer ersten Schaltstellung vom Stellzylinder (1) trennt und mit einer Entlastungsleitung (15) verbindet und in einer zweiten Schaltstellung wieder mit dem Stellzylinder (1) verbindet und das mittels Rasteinrichtungen (Rastkugel 33 mit Rastkerben 31 und 32) derart in diesen beiden Schaltstellungen arretierbar ist, daß die Umschaltung von der ersten in die zweite Schaltstellung bei einem höheren Druck (p 2) erfolgt als die Umschaltung von der zweiten zurück in die erste Schaltstellung.

2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerorgan als Vorsteuerschieber (12) ausgebildet ist, dessen Rasteinrichtungen aus einer mit Rastkerben (31 und 32) zusammenwirkenden federbelasteten Rastkugel (33) bestehen.