DE2443724A1 - Oelpneumatische federung bzw. stossdaempfer - Google Patents

Oelpneumatische federung bzw. stossdaempfer

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DE2443724A1 DE19742443724 DE2443724A DE2443724A1 DE 2443724 A1 DE2443724 A1 DE 2443724A1 DE 19742443724 DE19742443724 DE 19742443724 DE 2443724 A DE2443724 A DE 2443724A DE 2443724 A1 DE2443724 A1 DE 2443724A1
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    • F16F9/52—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics in case of change of temperature
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Description

Dipl.-lng. H. MITSCHERLICH Dipl.-lng. K. GUNSCHMANN
Dr. rer. not. W. KÖRBER
Dipl.-lng. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE
8 MÜNCHEN 22
Steinsdorfstraße 10 β (0811) «29 66 84
12. Sept. 1974
Regie Nationale des usines Renault
8/1ο Avenue Emile Zola Boüloqne-Billancourt (Hauts de Seine)
Frankreich
Patentanmeldung
ö!pneumatische Federung bzw. Stoßdämpfer
Die Erfindung betrifft eine "Vorrichtung zur'ö!pneumatischen Federung, durch die unter günstigen Bedingungen die durch eine Temperaturveränderung bedingten Veränderungen des Flüssigkeits-.und des Gasvolumens aufgenommen werden können.
509812/0357
In der Tat kann entweder während des Betriebs oder bei der Verwendung in einem verhältnismäßig warmen oder kalten Klima die Temperatur eines Stoßdämpfers oder einer ölpneumatischen Federungsvorrichtung wesentlich ansteigen oder absinken. In einem solchen Fall wirkt sich die Ausdehnung oder die Zusammenziehung der Flüssigkeit des Federungselements zusammen mit der des Gases, das als"pneumatische Federung dient, im Sinne einer Veränderung der relativen Stellung zwischen Kolben und Zylinder der Federungsvorrichtung aus. In dem Falle, in welchem der Stoßdämpfer bzw. das Federungselement zwischen den Rädern oder Achsen eines Fahrzeugs und dessen Karosserie angeordnet ist, bewirkt diese Ausdehnung oder Zusammenziehung eine Bewegung der Fahrzeugkarosserie nach oben oder nach unten, um einen nicht vernachlässigtbaren Betrag von etwa 2,5 cm für ein Temperaturintervall von 30° C.
Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils dadurch, daß die ö!pneumatische Federungsvorrichtung mit einer Ausgleichseinrichtung versehen wird derart, daß Erhöhungen oder das Absinken der Temperatur keine Änderung der Fahrlage des Fahrzeugs mehr zur Folge hat.
Erfindungsgemäß ist dem Stoßdämpfer, der einen mit Ventilen versehenen Kolben aufweist, welcher in einem mit Flüssigkeit gefüllten Hauptzylinder beweglich ist, eine Hilfskammer zugeordnet, die eine bewegliche Zwischenwand besitzt, deren eine Fläche dem Druck der im Hauptzylinder enthaltenen Flüssigkeit sowie dem Druck einer in der hohlen Kolbenstange eingeschlossenen Flüssigkeit ausgesetzt ist, während ihre andere Fläche dem Druck eines gasförmigen Mediums ausgesetzt ist, da aus von der erwähnten Kammer eingeschlossen ist, wobei durch die Bewegung der beweglichen Wand unter der Wirkung von
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Temperaturschwankungen das Volumen eines komplementären Raumes verändert, der für die Flüssigkeit des Hauptzylinders zugänglich ist und dessen Volumenveränderung derjenigen dieser Flüssigkeit unter der Wirkung der Temperatur ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nimmt der Stoßdämpferkolben, der am·Ende einer mit einer Druckflüssigkeit gefüllten hohlen Stange angeordnet ist, einen Hilfszylinder auf, der mit einem Kolben versehen ist, dessen eine Fläche mit dem Volumen des Hauptzylinders in Verbindung steht und dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzt ist und durch einen Schaft verlängert ist, der in die hohle Stange des HauptZylinders mündet, während die andere Fläche dem Druck eines gasförmigen Mediums ausgesetzt ist, das in der Kammer des Zylinders eingeschlossen ist.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegende einzige Figur beschrieben.
Erfindungsgemäße ö!pneumatische Federung besitzt in an sich bekannter Weise einen Zylinder 1, der beispielsweise mit dem Radlenker des Fahrzeugs verbunden ist und in welchem ein Kolben 2 und seine Stange 3 beweglich sind, welch letztere mit der Karosserie verbunden ist. Die Stange 3 ist hohl und mit Druckflüssigkeit gefüllt. Die Flüssigkeit im Zylinder 1 kann von der einen auf die andere Seite des Kolbens durch federbelastete Ventile gelangen, die einen doppelten Umlaufsinn M- ermöglichen. Die Oberseite des Kolbens trägt einen elastischen Anschlag 5, der die Stöße am Ende des Kolbenhubes gegen den oberen Teil des Zylinders dämpft. Am unteren Teil desselben ist ein nachgiebiger verformbarer Behälter 6 vorgesehen, der ein als Aufhängungsfeder dehnendes Gas enthält,
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dessen Druck gleich demjenigen der umgebenden Druckflüssigkeit ist.
Der untere Teil des Kolbens 2 ist mit einem hohlen Hilfszylinder 7 verbunden. Dieser begrenzt eine Kammer 8, welche in zwei Teile 8f, 8" durch einen Hilfskolben 9 getrennt ist, der nach oben durch einen Schaft 10 verlängert ist, der sich durch den oberen Teil des Zylinders 7 an der Stelle erstreckt, an welcher er gegen den Hauptkolben 2 anliegt. In dem erwähnten oberen Teil befindliche Öffnungen 11 ermöglichen es der im Zylinder 1 befindlichen Flüssigkeit, in die Kammer 8" zu gelangen und zwar durch Öffnungen 12 am Fuß des Hilfszylinders , welcher Fuß sich mit der Wandung des Zylinders 1 in Kontakt befindet, und durch einen Raum 13, der zwischen dem übrigen Teil des Zylinders 7 und dem Zylinder 1 vorgesehen ist.
In der Ruhestellung, d. h. bei der Umgebungstemperatur, befindet sich der Hilfskolben 9 in der Mittelstellung des Zylinders 7. Das Volumen des unteren Teils 8' ist mit einem gasförmigen Medium gefüllt, welches unabhängig von der Stellung des Hauptkolbens 2 im Zylinder 1 und der Temperatur des Federungselements das Erzielen eines Mindestdruckes in der Flüssigkeit, die in der hohlen Stange 3 enthalten ist, durch Entspannung derselben und Zusammendrückung des Gases ermöglicht.
Wenn eine Temperaturerhöhung A t im Inneren des Federungselements stattfindet, welche eine Ausdehnung der verwendeten hydraulischen Flüssigkeit sowie des in dem nachgiebigen Behälter 6 enthaltenen gasförmigen Mediums zur Folge hat, bewirkt die Ausdehnung der in der Stange 3 enthaltenen Flüssigkeit eine Verlagerung des Hilfskolbens 9 um einen Betrag,
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der proportional zur Erhöhung des Volumens der Flüssigkeit ist, die in der Stange 3 enthalten ist. Diese Bewegung wird durch die Zusammendrückbarkeit des in der Kammer 8' enthaltenen gasförmigen Mediums ermöglicht.
Die Verlagerung des Kolbens 9 macht in der Kammer 8" einen Raum frei, in welchem eine Flüssigkeitsmenge, die der Wärmedehnung entspricht, unter der Wirkung der gleichen Temperaturerhöhung Z^. t der im Hauptzylinder 1 befindlichen Flüssigkeit sowie des in dem nachgiebigen Behälter 6 enthaltenen gasförmigen Mediums eindringt.
Ein Absinken der in dem Federungselement herrschenden Temperatur hat die entgegengesetzten Wirkungen zur Folge.
Die Berechnung und die Erfahrung ermöglichen die Anpassung der. Drücke und der Volumen der verschiedenen Hohlräume in der Weise, daß bei einer gegebenen Temperaturänderung Z^ t die Verlagerung des Hilfskolbens 9 ein Volumen 8" freisetzt, das der Zunahme des Volumens der im Zylinder 1 enthaltenen Flüssigkeit und des in dem nachgiebigen Behälter 6 enthaltenen gasförmigen Mediums äquivalent ist und zwar ohne daß eine Verlagerung des Kolbens 2 stattfindet, d. h. ohne Veränderung der Fahrlage des Fahrzeugs.
Als Beispiel sollen folgende Werte dienen:
3 Gasvolumen im Behälter 6 . - 176 cm bei einem Druck von kg/cm
Gesamtölvolumen im Zylinder 1'. ' 110 cm
3 ölvolumen in der Stange 3 = 121 cm
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Druck des hydraulischen Mediums im Federungselement
2 im Ruhezustand: 2 8 kg/cm
2 in der Stoßstellung: 45 kg/cm
ο in der Rückfederungsstellung: 19 kg/cm
Bei einer Erhöhung der Temperatur von - 15° C auf +450C würde ein solches Federungselement ohne Ausgleichsvorrichtung eine Veränderung der Fahrlage des« beladenen Fahrzeugs von etwa 2,5 cm erfahren. Dieser Verlagerung kann bei Verwendung der vorangehend beschriebenen Vorrichtung auf Null gehalten werden.
Bei einer Temperaturerhöhung /N41 von 30° C nimmt das Volumen
der in der Stange enthaltenen Flüssigkeit um 3 cm zu, was einer Verlagerung des Hilfskolbens 9 nach'unten von 1,5 cm entspricht.
Bei der gleichen Erhöhung A. t = 30 C nimmt das Volumen der Flüssigkeit, die in dem Teil des Zylinders unterhalb des Kolbens 2 enthalten ist, um 21 cm zu, welche Zunahme voll durch die Zunahme des Volumens 8" aufgenommen wird, das vorher durch die Abwärtsbewegung des Hilfskolbens 9 um 1,5 cm freigegeben worden ist.
Das Volumen und der Druck des gasförmigen Mediums in der Kammer 8' verändert sich unter diesen Bedingungen beispielsweise von 129 cm bei 39 kg/cm , wenn die Temperatur - 15° C be-
3 2 ο
trägt auf 8 3,5 cm und 62 kg/cm , wenn die Temperatur +45 C beträgt. In gleicher Weise steigt der Druck der Flüssigkeit
2 in der Stange 3 des Kolbens 2 auf 340 kg/cm maximal, wenn sich das Rad in der Rückfederungsstellung befindet und die Temperatur maximal ist.
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Eine Vorrichtung der vorangehend beschriebenen Art ist auf jedes Fahrzeugrad anwendbar,, jedoch können innerhalb des Rahmens der Erfindung herkömmliche Federungseinheiten (ohne Wärmedehnungsausgleich) verwendet werden, die jedoch mit einer einzigen zentralen Wärmedehnungsausgleichs-Einheit verbunden sind.
Ansprüche
509812/0357

Claims (1)

  1. 2U3724
    — 8
    Ans prüche
    Vorrichtung zur ö!pneumatischen Federung mit einem an sich bekannten Zylinder, der mit einer Flüssigkeit und einem Gas gefüllt ist, einem Kolben, der mit federbelasteten Ventilen versehen und am Ende einer hohlen Stange angeordnet ist, die ein mit einem Medium unter Druck gefülltes Volumen bildet, und einer Einrichtung zum Ausgleich der Wärmedehnung der Flüssigkeit und des Gases, welche die Rolle einer pneumatischen Federung unter der Wirkung einer Temperaturerhöhung erfüllt, dadurch gekennzeichnet 9 daß die erwähnte Einrichtung im wesentlichen aus einer Hilfskammer (7) besteht, die ein gasförmiges Medium unter Druck enthält und eine bewegliche Wand (9) aufweist, die auf der einen Seite dem Druck des erwähnten Gases und auf der anderen dem Druck der Flüssigkeit ausgesetzt ist, die in dem Zylinder (1) enthalten ist, sowie dem Druck der Flüssigkeit, die in dem abgeschlossenen Volumen der Stange (3) enthalten ist, welche Kammer mit dem Kolben fest verbunden ist.
    Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfskammer durch einen abgeschlossenen Hohlzylinder gebildet wird9 der mit dem Kolben der Federung fest verbunden ist9 welcher Hilfszylinder einen Kolben enthält, der die erwähnte bewegliche Wand bildet und ein gasförmiges Medium, das auf der einen Seite des Kolbens eingeschlossen ist, von der Federungsflüssigkeit trennt, die zur anderen Seite Zugang hat, wobei der
    509812/0357
    Kolben dieses HiIfsZylinders einen Schaft (10) trägt, der in das Innere der hohlen Stange hineinragt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer der Federungsvorrichtung in.einem nachgiebigen Behälter angeordnet ist, der das unter Druck stehende Gas enthält.
    DeA Patentanwalt
    509812/0357
    e e rs e 81e
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