DE2524021B2

DE2524021B2 - Hydropneumatische federung fuer fahrzeuge

Info

Publication number: DE2524021B2
Application number: DE19752524021
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Tokio; Inoue Hidehiko Saitama; Miyahara Hiromitsu Tokio; Takahashi (Japan)
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1975-05-27
Filing date: 1975-05-30
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE2524021C3; DE2524021A1; US3955807A; GB1497465A; FR2312692A1; FR2312692B1

Description

2. Hydropneumatische Federung nach Anspruch 1, Belastungen stabil abgestützt wird, und dabei die dadurch gekennzeichnet, daß als zusätzliche Feder Fahrbequemlichkeit voll aufrecht erhalten bleibt.

(9) ein scheibenförmiger Gummikörper dient, der an Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

seinem Außenumfang neben der Membran (6) daß sich die elastische Membran nur unterhalb eines

festhaftend an der Innenwand der Flüssigkeitskam- 25 vorgegebenen Federweges in Ausfederungsrichtung

mer (c) befestigt ist und mindestens eine Durch- gegen die in der Flüssigkeitskammer angeordnete

gangsöffnung (8) für die Dämpfungsflüssigkeit zusätzliche Feder anlegt, welche dem im Federgasraum

aufweist. herrschenden Druck entgegenwirkt und so unterhalb

3. Hydropneumatische Federung nach den An- des vorgegebenen Federweges eine Verringerung der Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in 30 resultierenden Federkraft bewirkt.

der Flüssigkeitskammer (c) auf der der Membran (6) In weiterer Ausbildung der Erfindung ist ein als

gegenüberliegenden Seite eine Anschlagplatte (10) zusätzliche Feder dienender Gummikörper in der vorgesehen ist, die die Auslenkung der zusätzlichen Flüssigkeitskammer mit mindestens einer Durchgangs-Feder (9) aus ihrer Normalstellung und damit die öffnung für die Dämpfungsflüssigkeit versehen.
Verschiebung der Membran (6) in Ausfederungsrich- 35 In der Flüssigkeitskammer ist auf der der Membran tung in an sich bekannter Weise begrenzt. gegenüberliegenden Seite eine Anschlagplatte vorgese

hen, die die Auslenkung der zusätzlichen Feder aus ihrer

Normalstellung und damit die Verschiebung der

Membran in Ausfederungsrichtung in an sich bekannter 40 Weise begrenzt.

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der

Federung für Fahrzeuge mit einem hydraulischen nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Stoßdämpfer und einer mit diesem hydraulisch vei bun- Zeichnung erläutert. Darin zeigt
denen hydropneurnatischen Federeinheit, bei der eine F i g. 1 einen Längsschnitt durch die hydropneumati-

elastische Membran, auf die eine zusätzliche Feder 45 sehe Federung nach der Erfindung;
einwirkt, einen die eigentliche Feder bildenden Feder- F i g. 2 und 3 die wesentlichen Teile der in F i g. 1

gasraum von einer mit einem Arbeitsraum des dargestellten Federung in verschiedenen Arbeitsstellun-Stoßdämpfers verbundenen Flüssigkeitskammer trennt. gen; und

Eine solche Federung ist aus der DT-AS 15 55 146 Fig.4 eine graphische Darstellung der Federkennli-

bekannt. Dabei sucht die zusätzliche Feder die 50 nien für die hydropneumatische Federung nach der Membran in ihre Mittelstellung zurückzudrücken, um Erfindung und für eine herkömmliche hydropneumatieinen Ausgleich von Leckölverlusten zu steuern. sehe Federung ähnlicher Art.

Weiter ist eine hydropneumatische Federung für F i g. 1 zeigt einen hydraulischen Stoßdämpfer beFahrzeuge aus der FR-PS 14 94 473 bekannt, bei der die kannter Art, der im allgemeinen durch das Bezugszei-Membran aus zwei verschiedenen Kautschuk-Schichten 55 chen Dangedeutet ist, wobei er einen Zylinder 1 enthält, besteht, zwischen denen eine Flüssigkeitskissen einge- der mit der Karosserie eines (nicht gezeigten) schlossen ist. Für (die eine Kautschukschicht wird ein Fahrzeuges verbunden und mit einer Dämpfungsflüssiggegen Mineralöl beständiger und für die andere keit gefüllt ist, sowie einen Kolben 2, der im Zylinder 1 Kautschukschicht ein gasdichter Werkstoff gewählt. gleitbar aufgenommen ist, und eine hohle Kolbenstange

Dabei besteht der untere, zum Stoßdämpfer hin 60 3, die sich von der unteren Stirnfläche des Kolbens 2 gerichtete Teil der Membran aus einer Gummischeibe, erstreckt und mit dem (nicht gezeigten) zugeordneten die mit ihrem Umfang haftend an der Innenoberfläche ' Radaufhängungsteil des Fahrzeuges verbunden ist. Ein der Kammer für das hydraulische Strömungsmittel Paar Arbeitsräume a und fr für die Dämpfungsflüssigkeit befestigt ist. ist in dem Zylinder 1 beiderseits des Kolbens 2

Bei einer anderen hydropneumatischen Federung 65 vorgesehen, die miteinander in Verbindung stehen nach der DT-AS 1064 355 ist innerhalb des Federgas- durch eine sich axial erstreckende Bohrung in der raumes eine Anschlagplatte angeordnet, gegen die sich Kolbenstange 3 sowie durch einen Radialkanal 4 in der eine Membran bei hohem und bei relativ niedrigem . Seitenwand der Kolbenstange 3 so daß der Kolben 2

sich in der Axialrichtung innerhalb des Zylinders 1 bewegen kann.

Am Oberteil des Zylinders t ist eine hydropneumatisch^ Federeinheit angeordnet, die im allgemeinen mit dem Bezugszeichen S angedeutet ist und nachfolgend im Einzelnen beschrieben wird. Die Federeinheit S hat ein Gehäuse 5 innerhalb dessen mittel·; einer elastomeren Membran 6 an der Oberseite derselben ein Federgasraum 7 gebildet ist, der mit komprimierter Luft oder komprimiertem Gas, wie z. B. Stickstoffgas, gefüllt ist, wobei sich an der unteren Seite derselben eine Flüssigkeitskammer c befindet, die stets in Verbindung mit dem Arbeitsraum a über eine Verbindungsleitung steht. Eine scheibenförmige zusätzliche Feder 9 aus Gummi oder ähnlichem Material ist an ihrem Außenumfang festhaftend an der Innenwand der Flüssigkeitskammer c befestigt und weist im Mittelabschnitt eine Durchgangsöffnung 8 auf. Eine Anschlagplatte 10 ist am Bodenteil der Flüssigkeitskammer c angeordnet und dient als Wegbegrenzer für die Feder 9. In ihrer freien oder nicht verformten Stellung befindet sich die Feder 9 im Mittelabschnitt in einem bestimmten Abstand von der Anschlagplatte 10, wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt, während in den Fällen, in welchen der Stoßdämpfer D unbelastet ist, die Feder 9 unter der Wirkung der komprimierten Luft oder des komprimierten Gases im Federgasraum 7 durch die elastomere Membran 6 in Anschlageingriff mit der Anschlagplatte 10, wie in Fig.3 gezeigt, nach unten gezwungen wird und der Ausdehnung des Federgasraumes 7 unter ihrer Eigenelastizität widersteht.

Im Arbeitszustand, wenn der hydraulische Stoßdämpfer D im Kompressionssinn von seiner unbelasteten Lage nach Fig.3 allmählich belastet wird, wird der Druck in den Arbeitsräumen a und b des Zylinders 1 erhöht und gleichzeitig von dort auf die Flüssigkeitskammer c übertragen, wobei der Federgasraum 7 und die Feder 9 in ihrem in F i g. 3 dargestellten Zustand so lange verbleiben, bis der Druck in der Flüssigkeitskammer c und die Kraft der Feder 9 dem Druck im Federgasraum das Gleichgewicht halten. Somit verbleibt der Stoßdämpfer D stationär. Wenn der Druck in der Flüssigkeitskammer c weiter erhöht wird und zusammen mit der Kraft der Feder 9 gegenüber dem ursprünglichen Druck im Federgasraum überwiegt, wird der Stoßdämpfer D zusammengedrückt, wobei die Dämpfungsflüssigkeit, welche im Volumen dein Eintrittsteil der Kolbenstange 3 in den Zylinder 3 entspricht, vom Arbeitsraum a in die Flüssigkeitskammer c verdrängt wird, so daß der nun in der Flüssigkeitskammer c erhöhte Druck die elastische Membran 6 zusammen mit der Feder 9 hinaufschiebt und den Federgasraum 7 komprimitiert, womit die elastische Verformung der Feder 9 allmählich beseitigt wird. Wenn die Feder 9 zu ihrer natürlichen oder belastungsfreien Form voll zurückgeführt ist, wie in F i g. 1 gezeigt, wird die Membran 6 allein mit der weiteren Erhöhung der Belastung des Stoßdämpfers D nach oben bewegt, um die Luft oder das Gas im Federgasraum 7 zu komprimieren, während die Feder 9 in ihrer natürlichen oder nicht verformten Stellung verbleibt, wie in F i g. 2 deutlich gezeigt. Während dieser Aufwärtsbewegung der elastischen Membran 6 von der Stellung nach F i g. 1 in die Stellung nach F i g. 2 wird die Kennlinie der hydropneumatischen Federung nur noch allein durch das Gas im Federgasraum 7 bestimmt.

Das oben beschriebene Verhalten der hydropneumatischen Federung nach der Erfindung ist mit der ausgezogen dargestellten Kennlinie A in Fig.4 dargestellt, wobei die Federkraft über dem Federweg aufgetragen ist. In dieser Zeichnungsfigur zeigt der Punkt Pan der Kennlinie A den Augenblick, in welchem die Membran 6 das Trennen von der Feder 9 beginnt oder unter Herstellen eines vollen Kontaktes damit endet, während die gestrichelte Kennlinie B für eine herkömmliche hydropneumatisch^ Federung einer ähnlichen Art jedoch ohne zusätzliche Feder 9 gilt. Bei der Dimensionierung der dargestellten Federung ist es erwünscht, die statische Mittelstellung der Federung bei leerem Fahrzeug in den Punkt Pder Kennlinie zu legen.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, wird der Expansion des Federgasraumes 7 in dem niederen Lastbereich durch die Anordnung einer zusätzlichen Feder 9, wie z. B. eines scheibenförmigen Gummikörpers wirksam widerstanden, so daß die resultierende Kennlinie A im niederen Lastbereich, insbesondere im Ausfederungsbereich wesentlich steiler verläuft als die Kennlinie B einer herkömmlichen hydropneumatischen Federung. Dadurch wird der Widerstand gegen Wank- und/oder Nickbewegungen des Fahrzeugs wesentlich verbessert, was zur erhöhten Stabilität der Laufstellung des Fahrzeugs führt. Daneben hat die Federung nach der Erfindung im verhältnismäßig hohen Lastbereich die stark progressive Kennlinie, die den hydropneumatischen Federn eigen ist, so daß sie schwere Lasten in einer äußerst reibungslosen und stabilen Art tragen kann, ohne die Fahrbequemlichkeit des Fahrzeugs zu beeinträchtigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Strömungsmitteldruck anlegt. Dadurch wird der Feder-Patentansprüche: weg der Membran begrenzt und jeweils ein Teilgasvolumen abgeschaltet.

1. Hydropneumatische Federung für Fahrzeuge Diese bekannten Federungen arbeiten insofern mit einem hydraulischen Stoßdämpfer und einer mit 5 zufriedenstellend als bei hoher Belastung die Federrate diesem hydraulisch verbundenen hydropneumati- der pneumatischen Kammer entsprechend dem Ansehen Federeinheit, bei der eine elastische Membran, wachsen der Last erhöht wird. Der Stoßdämpfer kann auf die eine zusätzliche Feder einwirkt, einen die infolgedessen die größere Last aufnehmen, ohne daß die eigentliche Feder bildenden Federgasraum von Bequemlichkeit der Fahrzeugbenutzer beeinträchtigt einer mit einem Arbeitsraum des Stoßdämpfers io wird.

verbundenen Flüssigkeitskammer trennt, da- Diese Federungen haben jedoch den Nachteil, daß die durch gekennzeichnet, daß sich die elasti- Federrate bei niedrigen Belastungen insbesondere bei sehe Membran (6) nur unterhalb eines vorgegebenen einer Ausfederung wesentlich herabgesetzt wird, d.h. Federweges (Punkt P) in Ausfederungsrichtung der Stoßdämpfer hat die Tendenz, auf Lastveränderungegen die in der Flüssigkeitskammer (^angeordnete 15 gen übermäßig, d. h. unnötig stark, anzusprechen. Dies zusätzliche Feder (9) anlegt, welche dem im kann zu einer Verstärkung der Wank- und/oder Federgasraum (7) herrschenden Druck entgegen- Nickbewegungen führen.

wirkt und so unterhalb des vorgegebenen Federwe- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

ges (Punkt P) eine Verringerung der resultierenden hydropneumatische Federung für Fahrzeuge zu schaf-

Federkraft bewirkt. 10 fen, bei der die Fahrzeugkarosserie unter allen