DE3316069C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydro­ pneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeitszylinder und einem in diesem verschieb­ baren Dämpfungskolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohlraum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszy­ linder befestigten Pumpenstange dient, wobei beim Aus­ fahren der Kolbenstange Öl aus einem Resrveraum über ein Saugventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlagventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ring­ spalt in den Arbeitsraum gefördert wird, dabei ist das Rückschlagventil in dem aus dem Arbeitszylinder hinaus­ tretenden Endbereich der Kolbenstange angeordnet und zentriert, wobei der Ventilkörper Öldurchlässe aufweist.

Es sind derartige Niveauregelungsvorrichtungen bekannt (z. B. DE-OS 30 04 307), bei denen das Rückschlagventil im Kolbenstangenkomplex untergebracht ist. Eine Lehre zur Ausbildung und Montage dieses Rückschlagventiles ist jedoch nicht gegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Niveaurege­ lungsvorrichtung zu schaffen, deren Rückschlagventil als einfaches Bauteil hergestellt ist und welches einfach zu montieren und im fertigmontierten Zustand für den Fall einer Reparatur von außen her nach einem Druckgasablas­ sen zu demontieren ist, ohne daß dabei das gesamte Aggre­ gat zerlegt werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ventilkörper mit der Steuerhülse über einen Schnapp­ ring verbunden ist, der in einer auf der Außenfläche der Steuerhülse und der Innenfläche des Ventilkörpers ange­ ordneten Nut aufgenommen ist, und daß das Rückschlag­ ventil in der hohlen Kolbenstange abgedichtet angeordnet und durch einen Verschlußstopfen gesichert ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß die Gestaltung einer Niveauregelungseinrichtung wesentlich vereinfacht werden kann und so die Montage des Rückschlagventiles schnell und sicher durch den Schnappverschluß erfolgen kann; das bedeutet im Gegensatz zu verschraubten Rück­ schlagventilen keine Einschraubzeit, kein Einhalten eines vorgeschriebenen Anzugsmomentes, keine Körnersicherung oder Klebesicherung der Gewindeverbindung, und letztlich können sich keine beim Einschrauben gebildete Spanpartikel lösen, die die Ventilfunktion beeinträchtigen.

Gegenüber einer einteiligen Ausführung, bei der die Steuerhülse und das Rückschlagventil als Einheit hergestellt sind, ist eine große Vereinfachung in der Herstellung erzielbar, da das eigentliche Rückschlagventil als Baueinheit herge­ stellt werden kann und lediglich eine Anpassung des Außendurchmessers an den Innendurchmesser der hohlen Kolbenstange oder umgekehrt zu erfolgen braucht. Auch läßt sich das Ventil selbst so vormontieren, daß innerhalb des Ventilkörpers die Ventilfeder und die Ventilscheibe durch den Schnappring unverlierbar gehalten werden, so daß eine günstige Lagerhaltung auch für dieses Bauteil gegeben ist.

Darüber hinaus ist von Vorteil, daß zu der günstigen An­ ordnung des Rückschlagventiles am Kolbenstangenende noch die Möglichkeit geschaffen wird, daß fehlerhafte Geräte von außen her nach dem Druckgasablassen zu reparieren sind, ohne daß die Niveauregelungseinrichtung selbst geöffnet und demontiert werden muß. Das Rückschlagventil ist dabei nach Lösen des Verschlußstopfens von außen zugänglich und je nach Bedarf austauschbar.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Schnappring in einer auf der Außenfläche eines zylindrischen Ansatzes des Verschlußstopfens und der Innenfläche des Ventilkörpers angeordneten weiteren Nut aufgenommen.

Hierbei ist von Vorteil, daß bei einer der­ artigen Konstruktion eine schnelle und einfache Serien­ montage ohne Montagefühler möglich ist. Ein deutliches hörbares Knacken weist auf die richtige Arretierung und somit das richtige Ventilspiel hin. Nach dem Ein­ schrauben des Verschlußstopfens zusammen mit dem Rück­ schlagventil und der Steuerhülse in die hohle Kolben­ stange ist die Schnappverbindung gegen Aufweiten ge­ sichert, da der Kolbenstangeninnendurchmesser eine solche Aufweitung nicht zuläßt. Ein Dichtungsring dient als Abdichtung zwischen der hohlen Kolbenstange und dem Verschlußstopfen oder dem Ventilkörper.

Vorteilhaft ist dabei des weiteren, daß auf diese Weise eine Einheit aus Steuerhülse, dem Rückschlagventil und dem Verschluß­ stopfen geschaffen wird, die nach der Montage als kom­ plettes Bauteil in die Kolbenstange eingebracht wird. Es entsteht dabei eine unlösbare Einheit.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die unlösbare Schnappring­ verbindung der Steuerhülse eine gewisse Mindestbeweglich­ keit zuläßt, die benötigt wird, um sich der Pumpen­ stange karadanisch anzupassen und Toleranzen zu kompen­ sieren. Ein Klemmen und Fressen der Pumpenstange inner­ halb der Steuerhülse wird auf diese Weise vermieden.

Darüber hinaus ist nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß der Ventilkörper in der Kolbenstange durch den im Arbeitsraum und über den Kanal wirkenden Überdruck axial gegen den Verschlußstopfen gehalten wird.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Öldurchlaß mindestens eine, in Längsrichtung verlaufende über einen Teil der Innenfläche des Ventil­ körpers sich erstreckende Ausnehmung vorgesehen ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, bei der sich eine einwandfreie und sichere Funktion des Ventiles er­ reichen läßt, ist vorgesehen, daß auf der Stirnfläche des zylindrischen Ansatzes des Verschlußstopfens sich ein der Zentrierung der Ventilfeder und/oder der axialen Spielbe­ grenzung der Ventilscheibe dienender Ventileinsatz ab­ stützt.

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

Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung im Schnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt der hohlen Kolbenstange zusammen mit dem Rückschlagventil, der Steuerhülse und dem Verschlußstopfen im Schnitt,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das in Fig. 2 gezeigte Rückschlagventil,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Ventils im Schnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeits­ zylinder 1 des Federbeins, in dem ein Dämpfungskolben 2 am Ende einer hohlen Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszy­ linder 1 ist auf der einen Seite durch einen Boden 4 und auf der anderen Seite durch einen Deckel 5 abgeschlossen, durch den die hohle Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden 4 ist mittels eines Befestigungsstiftes 6 am Aufbau des Fahrzeuges und die Kolbenstange 3 mittels eines Befestigungsauges 7 an der Achse des Fahrzeuges 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 und eine Nieder­ druckkammer 10 unterteilt ist. Ein Hochdruckgaspolster in der Hochdruckkammer 9 ist von einem Ölraum 11 durch eine Membran 12 getrennt. In der Niederdruckkammer 10 sind Öl und ein Niederdruckgas­ polster 13 nicht voneinander getrennt. Der Ölspiegel 14 ist gestrichelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, d. h. im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruck­ kammer 10 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 9.

Der stirnseitige innere Arbeitsraum 16 zwischen Arbeits­ kolben 2 und dem Boden 4 steht mit dem Ölraum 11 der Hoch­ druckkammer 9 über den Kanal 17 in Verbindung. Der stirnseitig zwischen dem Dämpfungskolben 2 und dem Deckel 5 angeordnete Arbeitsraum 18 arbeitet über Ventile des Dämpfungskolbens 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 Steuerhülse 15 geschaffenen Pumpen­ zylinder 21 eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnuneben­ heiten 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. Dadurch werden der Dämpfungskolben 2 und die Kolbenstange 3 mit der Steuerhülse 15 solange auswärts geschoben, bis Steueröffnungen 25 der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und der Niederdruckkammer 10 freigeben. Dadurch setzt die Abregelfunktion ein. Das Druckventil 23 befindet sich im Endbereich 26 der hohlen Kolbenstange 3 und ist durch den Verschlußstopfen 27 in der hohlen Kolbenstange 3 axial fixiert. Das Befestigungs­ auge 7 ist über ein entsprechendes Gewinde mit der hohlen Kolbenstange 3 verbunden.

In Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab ein Ausschnitt der hohlen Kolbenstange 3 gezeigt, in deren Innenraum sich die Steuerhülse 15 befindet und zusammen mit der Innenwandung der Kolbenstange 3 den Kanal 24 bildet. Das Druckventil 23 stützt sich am Verschlußstopfen 27 ab, wobei die Dichtung 28 die Abdichtung des Innenraumes der hohlen Kolbenstange 3 gegenüber der Atmosphäre gewährleistet. Der Verschluß­ stopfen 27 ist mit einem Gewinde 29 und einem Innensechskant 30 versehen.

Das eigentliche Druckventil 23 besteht aus dem Ventilkörper 31, der Ventilscheibe 32, der Ventilfeder 33 und dem der Ventilfederzentrierung und der Spielbegrenzung dienenden Ventileinsatz 34. Der Ventileinsatz 34 kann aus Kunststoff hergestellt werden und wird mit einem Ansatz 35 zur Zen­ trierung und Abstützung der Ventilfeder 33 versehen. Die Steuerschrägen 36 sind vorgesehen, damit eine im Verhältnis scharfe Kante zwischen der Steuerhülse 15 und der Ventil­ scheibe 32 entsteht, so daß keine Schmutz- oder Spanpartikel eingeklemmt werden können, die die Funktion des Ventils beeinträchtigen würden.

Die eigentliche Schnappverbindung zwischen dem Verschluß­ stopfen 27, dem Druckventil 23 und der Steuerhülse 15 wird durch den ersten 37 und den zweiten Schnappring 38 gewährleistet. Die Schnappringe 37 und 38 sind jeweils in einer Nut aufgenommen, wobei der Außendurchmesser des Ventilkörpers 31 eine Aufweitung nicht zuläßt. Aus diesem Grunde wird zur Montage zunächst eine Einheit aus dem Druckventil 23, der Steuerhülse 15 und dem Verschluß­ stopfen 27 über die Schnappringe 37 und 38 hergestellt und als gesamtes Bauteil in den Hohlraum der hohlen Kolbenstange 3 eingeschoben. Es entsteht nach erfolgter Montage eine in diesem Zustand unlösbare Einheit. Für den Fall der Reparatur ist nach Demontage dieser Einheit das Druckventil 23 wie auch die Steuerhülse 15 lösbar.

Zur Gewährleistung einer einwandfreien Ölströmung sind im Ventilkörper 31 in Axialrichtung verlaufende Öldurch­ lässe 39 angeordnet.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch das Druckventil 23, wobei im Hohlraum der hohlen Kolbenstange 3 der Ventil­ körper 31 aufgenommen ist. Im Ventilkörper 31 sind in axialer Richtung die Öldurchlässe 39 angeordnet. Der Ven­ tileinsatz 34 dient zur Ventilspielbegrenzung.

Die Fig. 4 zeigt eine Variante der Erfindung, bei der der Ventilkörper 31 über den Schnappring 37 mit der Steuer­ hülse 15 verbunden ist. Wie in Fig. 2 bereits erwähnt, beinhaltet das Druckventil 23 auch hier die Ventilscheibe 32, die Ventilfeder 33 und den Ventileinsatz 34. Die axiale Fixierung des Druckventils 23 wird durch den Ober­ druck des Arbeitsraumes 16 erreicht. Dieser Überdruck wirkt ständig über den Kanal 24 auf den Teil 40 des Ventilkörpers 31. Das Ventilkörperteil 40 ist gegenüber der hohlen Kolben­ stange 3 durch den O-Ring 41 abgedichtet. Zwischen dem Teil 40 und dem Verschlußstopfen 27 ist eine Entlüftungsbohrung 42 vorgesehen, durch die gewährleistet wird, daß der Innen­ druck ständig größer ist als der hinter dem Teil 40 herrschende Atmosphärendruck. Der Teil 40 des Ventilkörpers 31 ist mit einer abgerundeten Stirnfläche 43 versehen, die eine punktförmige Abstützung am Verschlußstopfen 27 ge­ stattet. Der Verschlußstopfen 27 ist über ein Gewinde 29 mit der hohlen Kolbenstange 3 verbunden.

Claims (5)

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregulierung, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck von Gaspolstern stehenden Arbeits­ zylinder und einem in diesem verschiebbaren Dämpfungs­ kolben am Ende einer hohlen Kolbenstange, deren Hohl­ raum als Pumpenzylinder einer am Arbeitszylinder be­ festigten Pumpenstange dient, wobei beim Ausfahren der Kolbenstange Öl aus einem Reserveraum über ein Saug­ ventil angesaugt und beim Einfahren der Kolbenstange über ein Rückschlagventil und einen zwischen einer Steuerhülse und der hohlen Kolbenstange gebildeten Ringspalt in den Arbeitsraum gefördert wird; dabei ist das Rückschlagventil in dem aus dem Arbeitszylinder hinaustretenden Endbereich der Kolbenstange angeordnet und zentriert, wobei der Ventilkörper Öldurchlässe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (31) mit der Steuerhülse (15) über einen Schnappring (37) verbunden ist, der in einer auf der Außenfläche der Steuerhülse (15) und der Innenfläche des Ventilkörpers (31) angeordnete Nut aufgenommen ist, und daß das Rückschlagventil (23) in der hohlen Kolbenstange (3) abgedichtet angeordnet und durch einen Verschlußstopfen (27) gesichert ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schnappring (38) auf einer auf der Außenfläche eines zylindrischen Ansatzes des Ver­ schlußstopfens (27) und der Innenfläche des Ventil­ körpers (31) angeordneten weiteren Nut aufgenommen ist (Fig. 2).

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (31) in der Kolbenstange (3) durch den im Arbeitsraum (16) und über den Kanal (24) wirkenden Überdruck axial gegen den Verschlußstopfen (27) gehalten wird (Fig. 4).

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Öldurchlaß (39) mindestens eine, in Längsrich­ tung verlaufende, über einen Teil der Innenfläche des Ventilkörpers (31) sich erstreckende Ausnehmung vorge­ sehen ist.

5. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stirnfläche des zylindrischen Ansatzes des Verschlußstopfens (27) sich ein der Zentrierung der Ventilfeder (33) und/oder der axialen Spielbegrenzung der Ventilscheibe (32) dienender Ventileinsatz (34) abstützt.