DE3306393C1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes lydropneumatisches Federbein mit innerer Niveaure- ;elung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer -lochdruckkammer angeordneten und als Feder wircenden Gaspolsters stehenden Arbeitszylinder, der lurch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen \rbeitskolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit ;iner durch die Federbewegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saugventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel aufweisenden und in die Niederdruckkammer mündenden Abregelkanal verbindet.

Es sind derartige Federbeine bekannt (DE-OS 29 44 831), bei denen als Drosselorgan eine Hülse angeordnet ist, die die Steueröffnung mit dem Niederdruckraum über einen Verbindungskanal und eine Drossel verbindet. Bei kurzzeitigem Freiwerden der Steueröffnung wird durch den spiralförmig angeordneten Verbindungskanal die Abregelzeit zeitlich verlängert, jedoch ist es nicht möglich, die Steueröffnung und den Verbindungskanal im Durchmesser beliebig klein zu gestalten, da ab einem bestimmten Durchmesser die Gefahr besteht, daß sich Verunreinigungen aus dem öl in der Steueröffnung oder dem Verbindungskanal festsetzen und somit das Abregelverhalten negativ beeinflussen.

Darüber hinaus sind Federungen bekannt (z. B. DE-AS 23 56 802), bei denen die Pumpenstange zur Verzögerung der Abregelzeit als Drosselorgan eine Hülse aufweist, die die Steueröffnung mit dem Niederdruckraum über einen Verbindungskanal und eine Drossel verbindet, wobei jedoch von Nachteil ist, daß auch diese Steueröffnung im Durchmesser nicht beliebig klein gestaltet werden kann. Bei zu ,kleiner Steueröffnung besteht auch hier die Gefahr, daß sich die öffnung zusetzt und das Abregelverhalten ungünstig beeinflußt wird. Andererseits ist eine zu große Steueröffnung ebenfalls ungünstig, da bei kurzzeitig freiwerdender Steueröffnung der Druck in kurzer Zeit abgeregelt wird. Eine derartige kurzzeitige Abregelung tritt beispielsweise nach Kurvenfahrten mit höherer Geschwindigkeit oder starkem Bremsen, bei dem sich das Heck des Fahrzeuges anhebt, auf. Durch diese unerwünschte Veränderung der Niveaulage treten nachteilige Auswirkungen auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges auf.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache, funktionssichere und unempfindliche Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, bei der bei Beibehaltung der verlängerten Abregelzeit die Steueröffnung so gestaltet wird, daß die Gefahr einer Verstopfung durch Verunreinigung des Öls verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drossel durch eine öffnung zwischen einem Ventilkörper des Saugventils und der diesem zugekehrten Stirnfläche einer Hülse gebildet ist, die in an sich bekannter Weise in der die Abregelöffnung aufweisenden hohlen Pumpenstange angeordnet ist und mit der Innenwandung der Pumpenstange den Abregelkanal bildet.

Vorteilhaft ist hierbei, daß eine Verstopfung der Abregelöffnung ausgeschlossen werden kann, denn nach jeder Betätigung des Saugventils wird die Ventilplatte von der Stirnfläche der Hülse und der Pumpenstange abgehoben, so daß das vorbeiströmende öl die verstopfenden Teile wegspülen kann. Durch diese Maßnahme läßt sich ein Selbstreinigungseffekt erzielen, bei dem die Verstopfung lediglich von kurzer Dauer sein kann. Desweiteren schafft die Hülse eine Umleitung für das abströmende öl von der Steueröffnung zur Pumpenstange, so daß die Abregelöffnung nicht mehr allein als Drossel arbeitet und eine zeitliche Verzögerung ausgenutzt wird. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Abregelöffnung im Durchmesser zu vergrößern und damit die Gefahr einer Verstopfung durch Verunreinigung des Öls weiter zu verringern. Es wird damit für den rauhen Fahrbetrieb ein unempfindliches Bauteil geschaffen un-

ter Anwendung einer entfeinerten Abregelöffnung.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß als öffnung eine keilförmige Vertiefung in der Stirnfläche der Hülse vorgesehen ist, deren Restfläche als Anschlagfläche für eine den Ventilkörper des Saugventils bildende Ventilplatle dient. Eine solche Vertiefung ist durch spanlose Fertigung problemlos herzustellen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist die öffnung durch einen Ringspalt zwischen einer den Ventilkörper des Saugventils bildenden, sich auf der Stirnfläche der Pumpenstange abstützenden und sich unter Vorspannung durchbiegenden Ventilplatte und der im Abstand dazu angeordneten Stirnfläche der Hülse gebildet. Bei dieser Anwendungsform ist von Vorteil, daß eine last- bzw. druckabhängige Verzögerung durch den Einsatz einer Hülse erreicht worden ist, deren Stirnfläche einen bestimmten Maßwert unter der Wirkfläche des Saugventils aufweist. Infolge unterschiedlicher Durchbiegung der federnden Ventilplatte bei verschiedenen Drücken wird ein variabler, druckabhängiger Drosselquerschnitt gebildet.

Bei sämtlichen derartigen Anwendungsformen kommen die Vorteile der Erfindung auf grundsätzlich gleiche Weise zur Geltung, indem durch eine gedrosselte Abregelung eine unerwünschte Veränderung der Niveaulage erreicht werden kann und daß die Gefahr einer Verstopfung der Abregelöffnung durch Verunreinigungen des Öls verringert wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung im Schnitt,

F i g. 2 einen Ausschnitt der Kolbenstange zusammen mit dem Arbeitszylinder und der Pumpenstange im Schnitt,

F i g. 3 ein Drosselorgan mit dem Pumpenventil in vergrößertem Maßstab im Schnitt.

Die in F i g. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1 des Federbeins, in dem ein Kolben 2 am Ende einer Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszylinder 1 ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden 4 ist mittels eines Befestigungsstiftes 6 am Aufbau des Fahrzeugs und die Kolbenstange 3 mittels eines Befestigungsauges 7 an der Achse des Fahrzeugs in nicht gezeigter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand 8 in eine Hochdruckkammer 9, 11 und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Eine Hochdruckkammer 9,11 ist durch eine Membran 12 in einen öl- und einen Gasraum getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind öl und ein Niederdruckgaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der ölspiegel 14 ist gestrichelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, d. h. im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 10 gleicher to Druck wie in der Hochdruckkammer 11,9.

Der stirnseitige innere Arbeitsraum 16 zwischen Arbeitskolben 2 und dem Boden 4 steht mit dem ölraum der Hochdruckkammer 9,11 über den Kanal 17 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen Arbeitskolben 2 und dem Deckel 5 angeordnete Arbeitsraum 18 arbeitet über Ventile des Arbeitskolbens 2 mit dem stirnseitigen Arbeitsraum 16 des Arbeitszylinders 1 zusammen.

Am Boden 4 ist eine Pumpenstange 19 durch ein elastisches Lager 20 befestigt, die zusammen mit einem im Hohlraum der Kolbenstange 3 befindlichen Steuerrohr 32 geschaffenen Pumpenzylinder 21 eine ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 betätigen diese Ölpumpe, die ständig öl, gesteuert durch das Saugventil 22 aus der Niederdruckkammer 10 über das Druckventil 23, durch den Kanal 24 in den Arbeitszylinder 1 fördert, f durch werden der Arbeitskolben 2, die Kolbenstange 3 mit dem Steuerrohr 32 so lange auswärts geschoben, bis die Abregelöffnung 25 der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und dem Niederdruckraum 20 freigeben. Dadurch setzt die Abregelfunktion ein.

Fig.2 ist im vergrößerten Maßstab ein Ausschnitt der Pumpenstange 19, dem Kolben 2 sowie der Kolbenstange 3 gezeigt. Die Pumpenstange 19 besitzt in ihrem Hohlraum eine Hülse 26, wobei die Stirnseite der Pumpenstange 19 durch die Ventilplatte 30 beaufschlagt wird. Wenn die Kolbenstange 3 solange auswärts geschoben wird, bis sie die in F i g. 2 dargestellte Position einnimmt, wird die Abregelöffnung 25 freigegeben und die Abregelfunktion setzt ein, indem aus dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 das öl über die Abregelöffnung 25, dem Abregelkanal 27, der Drossel 28 durch den Hohlraum der Pumpenstange 19 zum Niederdruckraum 10 fließt.

Die Hülse 26 'besitzt stirnseitig eine Drossel 28, die wie die Stirnseite der Pumpenstange durch eine Ventilplatte 30 des Saugventils 22 verschlossen wird. Im Falle des Verstopfens dieser öffnung 29 wird beim nächsten Saughub der Kolbenstange 3 das Saugventil geöffnet und somit der Durchflußquerschnitt erheblich vergrößert und eine eventuelle Verstopfung der öffnung 29 wird damit freigespült.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform einer last- bzw. druckabhängigen Drossel 28, wobei die Pumpenstange 19 auf ihrer Stirnseite mit dem Saugventil 22 versehen ist und die Hülse 26 zur Stirnseite der Pumpenstange 19 mit dem Maß X beabstandet ist. Die Stirnfläche der Pumpenstange 19 dient als Anlagefläche für die Ventilplatte 30 des Saugventils 22 und bildet zusammen mit der Stirnfläche der Hülse 26 je nach Druckverhältnissen eine variable Drossel 28, durch die das durch den Abregelkanal 27 ankommende öl gesteuert wird. Die Ventilplatte 30 ist derart gestaltet, daß durch entsprechende Drücke eine Durchbiegung die öffnung 29 verschließt oder einen entsprechenden Durchfluß freigibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Feder- >ein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für s Craftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer ingeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters sehenden Arbeitszylinder, der durch einen von eiier hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben to η zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die Federbewegungen angetriebenen und öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeitszylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saugventil tragende hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Niederdruckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel aufweisenden und in die Niederdruckkammer mündenden Abregelkanal verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel(28) durch eine Öffnung (29) zwischen einem Ventilkörper des Saugventils (22) und der diesem zugekehrten Stirnfläche einer Hülse (26) gebildet ist, die in an sich bekannter Weise in der die Abregelöffnung (25) aufweisenden hohlen Pumpenstange (19) angeordnet ist und mit der Innenwandung der Pumpenstange (19) den Abregelkanal (27) bildet.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als öffnung (29) eine keilförmige Vertiefung in der Stirnfläche der Hülse (26) vorgesehen ist, deren Restfläche als Anschlagfläche für eine den Ventilkörper des Saugventils (22) bildende Ventilplatte (30) dient.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (29) durch einen Ringspalt zwischen einer den Ventilkörper des Saugventils (22) bildenden, sich auf der Stirnfläche der Pumpenstange (19) abstützenden und sich unter Vorspannung durchbiegenden Ventilplatte (30) und der im Abstand dazu angeordneten Stirnfläche der Hülse (26) gebildet ist.