DE2710535C2

DE2710535C2 - Hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2710535C2
Application number: DE2710535A
Authority: DE
Inventors: Anatolij A. &Ccaron;odasevi&ccaron;; Leonid I. &Scaron;odino Minskaja oblast' Dobrych; Anatolij V. Pleschanov
Original assignee: BELORUSSKIJ AVTOMOBIL'NYJ ZAVOD SODINO MINSKAJA OBLAST' SU
Current assignee: BELORUSSKIJ AVTOMOBIL'NYJ ZAVOD SODINO MINSKAJA OBLAST' SU
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1983-03-24
Also published as: GB1545131A; FR2384169B1; DE2710535A1; FR2384169A1

Description

durch einen Deckel 2, von unten durch einen Deckel 3 abgedeckt ist. Am Deckel 2 ist eine Öse 4 befestigt, mit deren Hilfe die Feder am Rahmen (nicht abgebildet) eines Fahrzeuges befestigt ist. Im Zylinder 1 ist ein Kolben 5 mit einer hohlen Kolbenstange 6 untergebracht. Die Kolbenstange 6 ist von unten durch einen Deckel 7 abgedeckt, an dem eine Öse 8 befestigt ist. Mit Hilfe der Öse 8 ist die Feder an der Achse (nicht abgebildet) des Fahrzeuges befestigt. Der Kolben 5 bildet zusammen mit dem Zylinder 1 im oberen Teil des _]0 letzteren ei:.cn Federraum A, der mit Flüssigkeit und Gas gefüllt wird. Zwischen dem Zylinder 1 und dem Kolben 5 sowie zwischen dem Deckel 3 und der Kolbenstange 6 sind Dichtungen 9 einer beliebigen zweckdienlichen Konstruktion angeordnet. ,

Der Hohlraum B der Kolbenstange 6 nimmt eine Plungerpumpe 10 auf, die zum Zurückpumpen von Leckflüssigkeit in den Federraum A dient. Die Plungerpumpe 10 enthält ein Gehäuse 11, in dem sich ein Plunger 12 befindet. Der Plunger 12 ist im Gehäuse 11 derart untergebracht, daß sein oberes Ende in den Federraum A ragt. Das Gehäuse 11 der Pumpe 10 ist über den Deckel 7 mit der Kolbenstange 6 starr verbunden. Der Plunger 12 bildet zusammen mit dem Gehäuse 11 einen Pumpenraum C, der über ein Saugventil 13 und Kanäle 14 und 15 mit einem Flüssigkeitssammelbehälter 16 in Verbindung steht. Zur Verbindung des Pumpenraumes C mit dem Federraum A ist im Plunger 12 ein axialer Durchgangskanal 17 ausgeführt, in dem ein federbelastetes Druckventil 18 angeordnet ist. An der Innenfläche des Gehäuses 11 ist eine ringförmige Ausdrehung 19 eingearbeitet, und an der Außenfläche des Plungers 12 ist ein Bund 20 vorhanden.

Der Bund 20 bildet mit der ringförmigen Ausdrehung

19 im Gehäuse 11 zwei Ringräume D und £ Der Ringraum D steht über Kanäle 21,22 und 23 im Gehäuse 11 und weiter über die Kanäle 14 und 15 mit dem Sammelbehälter 16 in ständiger Verbindung. Der Ringraum £ steht über einen im Plunger 12 ausgeführten Kanal 24 und den Kanal 17 mit dem Federraum A in ständiger Verbindung. Das Gehäuse 11 der Pumpe befindet sich in einer Hülse 25, die zwischen dem Kolben 5 und dem Deckel 7 angebracht ist.

Zwischen dem Plunger 12 und dem Gehäuse 11 sind Dichtungen 26, 27 und 28 einer beliebigen zweckdienlichen Konstruktion angeordnet. Der Ringraum £ dient zur Rückführung des Plungers 12 in die (gemäß der Zeichnung) obere Ausgangsstellung. Die Querschnittsfläche des Ringraumes ist etwas größer als die Querschnittsfläche des oberen Endes des Plungers 12, das in den Federraum A ragt, wodurch der Plunger stets in der oberen Stellung verbleibt, d. h. mit seinem Bund

20 an den oberen Boden des Gehäuses 11 angedrückt ist. Der Ringraum D dient zur Ableitung von Flüssigkeitsleckverlusten aus dem Federraum A durch die Dichtungen 28 und 26 in dem Sammelbehälter 16.

Am Deckel 2 des Zylinders 1 ist ein Anschlag 29 befestigt, der zur Steuerung der Plungerpumpe 10 dient. Der Anschlag 29 ist derart angebracht, daß sein freies Ende vom Ende des Plungers 12 in einem Abstand liegt, der etwa geringer als der maximale Hubweg des Kolbens 5 ist.

Als Sammelbehälter 16 dient ein Becher, der den Zylinder 1 und die Kolbenstange 6 umfaßt und mit der _b5 letzteren über den Deckel 7 starr verbunden ist. Eine Dichtung 30 zwischen dem Sammelbehälter 16 und dem Zylinder 1 liegt erheblich höher als die Dichtung 9 zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder. Bei dieser Anordnung der Dichtungen finden keine Flüssigkeitsleckverluste aus dem Sammelbehälter 16 nach außen statt Der kolbenstangenseitige Zylinderraum Fist über ein Rohr 31 mit dem Hohlraum B der Kolbenstange in Verbindung gesetzt und dient zur Dämpfung der Feder.

Die Feder ist von oben über eine Haube 32 abgedeckt.

Die hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen arbeitet folgendermaßen.

Bei einer bestimmten Belastung der Feder wird die Lage des Kolbens 5 im Zylinder 1 durch Gasdruck und Flüssigkeitsmenge im Federraum A bestimmt.

Bei der Arbeit der Feder innerhalb ihrer Arbeitsparameter und demnach in der Arbeitshöhe verschiebt sich der Kolben 5 beim Auffahren des Fahrzeugrades auf ein Hindernis nach oben, wodurch Gas im Federraum A komprimiert wird und somit die durch die Straßenunebenheiten verursachten Stöße des Kraftfahrzeuges gedämpft werden. Da das freie Ende des Anschlags 29 vom Ende des Plungers 12 in einem Abstand liegt, findet keine Zusammenwirkung von Anschlag 29 und Plunger 12 statt. Hierbei nimmt der Plunger 12 stets die obere Ausgangsstellung ein, da die Querschnittsfläche des Ringraumes £, der mit dem Federraum A in ständiger Verbindung steht, größer als die Querschnittsfläche des Endes des Plungers 12 ist, welches in den Federraum A ragt, und die Wirkung der vom Gasdruck im Federraum A bedingten Gesamtkraft drückt den Plunger 12 mit seinem Bund 20 an den oberen Boden des Gehäuses 11 an.

Somit bleibt bei normaler Füllung der Feder mit Flüssigkeit und Gas die Plungerpumpe 12 unbetätigt und nutzt sich daher nicht ab.

Sind Flüssigkeitsleckverluste aus dem Federraum A vorhanden, so nimmt die Federhöhe und folglich der Abstand zwischen dem Anschlag 29 und dem Ende des Plungers 12 ab. Als Folge davon drückt beim Auffahren des Kraftfahrzeugrades auf ein Hindernis und dementsprechenden Verschieben des Kolbens 5 im Zylinder 1 nach oben der Anschlag 29 auf das Ende des Plungers 12, und die Flüssigkeit wird aus dem Pumpenraum C durch das Druckventil 18 und den Kanal 17 in den Federraum A verdrängt. Das Saugventil 13 verhindert dabei die Verdrängung von Flüssigkeit aus dem Pumpenraum C in den Sammelbehälter 16. Beim Rückwärtsgang der Feder geht der Anschlag 29 vom Plunger 12 weg. Gleichzeitig verschiebt sich der Plunger 12 unter der Wirkung der durch den Gasdruck im Federraum A auf den Plunger 12 ausgeübten Gesamtkraft nach oben.

Hierbei wird der Pumpenraum C dank dem entstandenen Unterdruck aus dem Sammelbehälter 16 durch die Kanäle 15 und 14 sowie das Saugventil 13 mit Flüssigkeit gefüllt. Beim Arbeiten der Pumpe wird die Volumenänderung des Ringraumes D mit der Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter durch die Kanäle 21, 22 und 23 im Gehäuse 11 kompensiert. Die Pumpe arbeitet bis zur Wiederherstellung der normalen Arbeitshöhe der Feder. Der Abstand zwischen dem Anschlag 29 und dem Plunger 12 wird von der optimalen Federsenkung für den geladenen Kraftwagen bestimmt. Die Feder besitzt keine Außenverluste an Flüssigkeit, da die Dichtung 30 zwischen dem Sammelbehälter 16 und dem ZylinJer 1 erheblich höher als die Dichtung 9 zwischen dem Zylinder 1 und der Kolbenstange 6 liegt.

Versuchsmuster von gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführten hydropneumatischen Federn sind an

Großraumgrubenkippern mit einer Tragfähigkeit von 75 t montiert worden und durchliefen die Betriebsversuche erfolgreich.

Im Laufe dieser Versuche war keine Wartung bzw. Reparatur der Federn notwendig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen, mit einem Zylinder und einem Kolben, die zwischen sich einen mit Flüssigkeit und Gas gefüllten kolbenstirnseitigen Federraum einschließen, mit einer den Kolben tragenden hohlen Kolbenstange, die abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, mit einem den Zylinder und die Kolbenstange bis oberhalb ihrer gegenseitigen Abdichtung umfassenden Sammelbehälter zum Auffangen von ausgetretener Leckflüssigkeit, der über seinen Boden mit der Kolbenstange starr verbunden ist, und mit einer in der hohlen Kolbenstange angeordneten, durch die Federbewegungen angetriebenen Plungerpumpe zum Zurückpumpen der aufgefangenen Leckflüssigkeit, deren Pumpenraum über ein Saugventil mit dem Sammelbehälter und über ein Druckventil mit dem kolbenstirnseitigen Federraum in Verbindung sieht und in den ein in den Federraum hineinragender Plunger eintaucht, der einen das Druckventil enthaltenden axialen Durchgangskanal aufweist, federnd in seine am weitesten ausgefahrene Stellung gedruckt wird, kurz vor dem Ende des möglichen Einfederungshubes der Feder mit einem zylinderfesten Anschlag in Eingriff kommt und durch diesen in seine eingefahrene Stellung treibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Kolbenstange (6) starr verbundenes Gehäuse (11) der Plungerpumpe (10) axial anschließend an den Pumpenraum (C) an seiner Innenfläche eine ringförmige Ausdrehung (19) und der Plunger (12) an seiner Außenfläche einen Bund (20) aufweisen, der mit der ringförmigen Ausdrehung (19) im Gehäuse (11) zwei gegeneinander, gegen den Pumpenraum (C) und gegen den Federraum (A) abgedichtete Ringräume (D und E) bildet, von denen der dem Federraum (A) zugekehrte Ringraum (D) mit dem Sammelbehälter (16) und der dem Pumpenraum (C) zugekehrte Ringraum (E), dessen Querschnittsfläche etwas geringer ist als die des anderen Ringraumes (D), mit dem Federraum (A) in ständiger Verbindung stehen und durch ihren Druckunterschied den Plunger (11) in seine ausgefahrene Stellung drücken.

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Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen, mit einem Zylinder und einem Kolben, die zwischen sich einen mit Flüssigkeit und Gas gefüllten kolbenstirnseitigen Federraum einschließen, mit einer den Kolben tragenden hohlen Kolbenstange, die abgedichtet aus dem Zylinder herausgeführt ist, mit einem den Zylinder und die Kolbenstange bis oberhalb ihrer gegenseitigen Abdichtung umfassenden Sammelbehälter zum Auffangen von ausgetretener Leckflüssigkeit, der über seinen Boden mit der Kolbenstange starr verbunden ist, und mit einer in der hohlen Kolbenstange angeordneten, durch die Federbewegungen angetriebenen Plungerpumpe zum Zurückpumpen der aufgefangenen Leckflüssigkeit, deren Pumpenraum über ein Saugventil mit dem Sammelbehälter und über ein Druckventil mit dem kolbenstirnseitigen Federraum in Verbindung steht und in den ein in den Federraum hineinragender Plunger eintaucht, der einen das Druckventil enthaltenden axialen Durchgangskanal aufweist, federnd in seine am weitesten ausgefahrene Stellung gedruckt wird, kurz vor dem Ende des möglichen Einfederungshubes der Feder mit einem zylinderfesten Anschlag in Eingriff kommt und durch diesen in seine eingefahrene Stellung treibbar ist.

Aus der DE-AS 12 76 463 ist eine hydropneumatische Teleskopfeder dieser Gattung bekannt, bei der vorgesehen ist, daß das Zurückpumpen von aufgefangenem Lecköl an einer beliebig einstellbaren Stelle während des Zusammendrückens der Feder erfolgt, so daß man eine an einer beliebigen Stelle des Federweges steiler werdende Charakteristik erhält. Um diese Versteilerung der Federkennlinie zu erzielen, ist ein ständiges Arbeiten der durch die Federbewegungen angetriebenen Plungerpumpe zürn Zurückpumpen der aufgefange nen Leckflüssigkeit erforderlich, was einen entsprechenden Verschleiß zur Folge hat. Aber selbst dann, wenn man zur Verringerung des Verschleißes die Versteilerung der Federkennlinie so legt, daß sie erst außerhalb des normalen Einfederweges zur Wirkung kommt, bleibt ?.ls weiterer Nachteil bestehen, daß der Plunger durch eine Schraubenfeder in seine ausgefahrene Stellung gedrückt werden muß, bei deren Ausfall die Plungerpumpe gleichfalls ausfällt. Auch bei der hydropneumatischen Abfederung für Kraftfahrzeuge nach der DE-AS 11 17 412 erfolgt der Antrieb der Plungerpumpe zwangsläufig in beiden Richtungen, indem der Plunger mit einem Trennkolben zwischen Flüssigkeit und Gas im Arbeitsraum verbunden und durch diesen angetrieben ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen anzugeben, in der bei normaler Füllung mit Flüssigkeit und Gas die Plungerpumpe zum Zurückpumpen der aufgefangenen Leckflüssigkeit unbetätigt bleibt und sich daher nicht abnutzt und die auch sonst eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer aufweist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer hydropneumatischen Feder der eingangs erwähnten Gattung ein mit der Kolbenstange starr verbundenes Gehäuse der Plungerpumpe axial anschließend an den Pumpenraum an seiner Innenfläche eine ringförmige Ausdrehung und der Plunger an seiner Außenfläche einen Bund aufweisen, der mit der ringförmigen Ausdrehung im Gehäuse zwei gegeneinander, gegen den Pumpenraum und gegen den Federraum abgedichtete Ringräume bildet, von denen der dem Federraum zugekehrte Ringraum mit dem Sammelbehälter und der zum Pumpenraum zugekehrte Ringraum, dessen Querschnittsfläche etwas geringer ist als die des anderen Ringraumes, mit dem Federraum in ständiger Verbindung stehen und durch ihren Druckunterschied den Plunger in seine ausgefahrene Stellung drücken.

Eine Plungerpumpe, bei der das Pumpengehäuse an seiner Innenfläche eine mit dem Flüssigkeitsbehälter verbundene Ausdrehung aufweist, in der ein Bund des Pumpenkolbens verschiebbar ist, ist aus der GB-PS 54 975 an sich bekannt, dient aber zur Aufnahme einer den Plunger beaufschlagenden Schraubenfeder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der eine erfindungsgemäße hydropneumatische Feder scheinatisch im Längsschnitt dargestellt ist.

Die hydropneumatische Feder für die Radaufhängung bei Fahrzeugen enthält einen Zylinder 1, der von oben