DE3630757A1 - Selbstpumpendes hydropneumatisches federbein mit innerer niveauregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydro­ pneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehen­ den Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeits­ räume unterteilt wird, mit einer durch die Federbe­ wegungen 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 Arbeits­ zylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saug­ ventil 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 Niederdruck­ kammer mündenden Abregelkanal verbindet.

Es sind bereits Federbeine bekannt (DE-OS 29 44 831), bei denen als Drosselorgan eine Hülse angeordnet ist, die die Steueröffnung mit dem Niederdruckraum über einen Ver­ bindungskanal und eine Drossel verbindet. Bei kurz­ zeitigem freiwerden der Steueröffnung wird durch den spiralförmig angeordneten Verbindungskanal die Abregel­ zeit 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 beein­ flußen. Darüber hinaus ist für die Gestaltung des Abregelkanales ein zusätzliches Bauteil erforderlich.

Darüber hinaus sind Federbeine bekannt (z.B. DE-PS 33 06 393), bei denen die Pumpenstange zur Verzögerung der Abregelzeit als Drosselorgan eine Hülse aufweist, die die Steueröffnung mit dem Niederdruckraum über einen Ver­ bindungskanal und eine Drossel verbindet, dabei ist die Drossel im Saugventil so ausgebildet, daß Verschmutzungen in der Drosselbohrung selbständig ausgeschwemmt werden können. Es besteht jedoch weiterhin die Gefahr, daß Verstopfungen im Abregelkanal nicht vollkommen ausge­ schlossen werden können. Die hier vorgeschlagene Lösung benutzt ein zusätzliches Bauteil, welches zusätzlichen Montage- und Dichtungsaufwand erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktions­ sichere und unempfindliche Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, bei der bei Beibehaltung der verlängerten Abregelzeit die Steueröffnung wie auch der Abregelkanal so gestaltet wird, daß die Gefahr einer Verstopfung durch Verunreinigung des Öls verringert wird, wobei keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abregelkanal auf der Außenfläche der Pumpenstange durch eine Ausnehmung in der Pumpenstange und der Innen­ wand der Steuerhülse gebildet wird und auf seinem dem Saugventil zugewandten Ende der Pumpenstange mit der Bohrung der Pumpenstange verbunden ist, und daß der Ab­ regelkanal gleichzeitig als Drossel ausgebildet ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß eine Verstopfung der Ab­ regelöffnung sowie des Abregelkanales ausgeschlossen werden kann, denn durch die ständige Relativbewegung der Pumpenstange gegenüber der Steuerhülse werden eventuell eingedrungene Schmutzpartikel im Drosselquerschnitt ent­ weder zerrieben oder ausgeschwemmt, da durch kurzes Aus­ federn der Steuerhülsenkante über die Position des Schmutzpartikels hinweg der Abregelkanal frei wird. Durch diese Maßnahme läßt sich ein Selbstreinigungseffekt erzielen, bei dem die Verstopfung lediglich von kurzer Dauer sein kann. Durch die Anordnung des Abregelkanales auf der Außenfläche der Pumpenstange werden zusätzliche Bauteile nicht benötigt, so daß eine einfache Fertigungs­ und Montagemöglichkeit gegeben ist.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Abregelkanal als Anschliff auf der Außenfläche der Pumpenstange ausgebildet ist. Ein der­ artiger Anschliff läßt sich vorteilhaft in Form einer Abflachung herstellen, so daß eine fertigungstechnisch einfache und kostengünstige Herstellung erzielbar ist.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß als Drossel eine entsprechende Bemessung des Quer­ schnittes und/oder eine entsprechende Länge des Abregel­ kanales vorgesehen ist. Durch die so erzielte Gestaltung des Abregelkanales kann dieser gleichzeitig als Drossel arbeiten, so daß eine zeitliche Verzögerung oder eine entsprechende Drosselung des abströmenden Öles ausgenutzt werden kann. Aus diesem Grunde ist es möglich, die Ab­ regelöffnung im Durchmesser zu vergrößern und damit die Gefahr einer Verstopfung durch Unreinigung des Öles weiter zu verringern. Es wird damit für den rauhen Fahr­ betrieb ein unempfindliches Bauteil geschaffen unter Ver­ wendung einer entfeinerten Abregelöffnung.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abregelöffnung als Anschliff zwischen dem Abregelkanal und der Außenfläche der Pumpenstange ausgebildet ist. Die Auslegung des Querschnittes der Abregelöffnung ist dabei durch die mehr oder weniger schräg verlaufende Fläche bestimmbar.

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 durch z.B. kurz­ zeitige Abregelung nach Kurvenfahrten mit höherer Geschwindigkeit oder starken Bremsen, bei dem sich das Heck des Fahrzeuges anhebt, vermieden wird. Außerdem wird die Gefahr einer Verstopfung der Abregelöffnung und des Abregelkanales durch Verunreinigungen des Öles ver­ ringert.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

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

Fig. 2 eine Steuerhülse und eine Pumpenstange als Einzelheit in vergrößertem Maßstab im Schnitt

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Steuerhülse zusammen mit der Pumpenstange im Querschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1 des Federbeines, 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 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, 11 und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Die 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 von einander getrennt. Der Ölspiegel 14 ist gestrichelt angedeutet. Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hochgepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 10 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 11, 9.

Der stirnseitige innere Arbeitsraum 16 zwischen Arbeits­ kolben 2 und dem Boden 4 steht mit dem Ölraum der Hoch­ druckkammer 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 Steuerhülse 32 geschaf­ fenen Pumpenzylinder 21 eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahr­ zeugachse 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 Arbeitskolben 2, die Kolbenstange 3 mit dem Steuerrohr 32 solange auswärts geschoben, bis die Abregelöffnung 25 der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und dem Niederdruckraum 20 freigeben, so daß dadurch die Abregelfunktion einsetzt.

Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt der Pumpenstange 19 sowie der Steuerhülse 26. Wenn die Kolbenstange 3 solange auswärts geschoben wird, bis sie die in Fig. 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 Verbindungsbohrung 28 durch den Hohlraum 29 der Pumpenstange 19 zum Niederdruckraum 10 fließt.

Die Verbindungsbohrung 28 wird ausreichend groß ausge­ legt, so daß hier die Gefahr einer Verstopfung nicht gegeben ist. Der Abregelkanal 27 bestimmt durch seinen Querschnitt die Abregelzeit oder durch seine Länge eine wegabhängige Drosselstrecke. Im Falle des Verstopfens des Abregelkanales 27 wird beim nächsten Saughub die Steuer­ hülse 26 aus der Pumpenstange 19 hersusgezogen, so daß durch das kurzzeitige freiwerden des Abregelkanales 27 eine eventuelle Verstopfung freigespült werden kann.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt der in Fig. 2 gezeigten Steuerhülse 26 zusammen mit der Pumpenstange 19 wobei der Abregelkanal 27 als Abflachung hergestellt ist und über die Verbindungsbohrung 28 mit dem Hohlraum 29 der Pumpen­ stange 19 verbunden ist. Der Bypaß 30 dient als Verbindungskanal zur Beendigung der Pumpenfunktion bei Erreichen der vorbestimmten Niveaulage.

• Bezugszeichenliste  1 Arbeitszylinder
   2 Kolben
   3 Kolbenstange
   4 Boden
   5 Deckel
   6 Befestigungsstift
   7 Befestigungsauge
   8 Zwischenwand
   9 Hochdruckgaspolster
  10 Niederdruckkammer
  11 Hochdruckölraum
  12 Membran
  13 Niederdruckgaspolster
  14 Ölspiegel
  15 Kolbenring
  16 stirnseitiger Arbeitsraum
  17 Kanal
  18 äußerer Arbeitsraum
  19 Pumpenstange
  20 elastisches Lager
  21 Pumpenzylinder
  22 Saugventil
  23 Druckventil
  24 Kanal
  25 Abregelöffnungen
  26 Steuerhülse
  27 Abregelkanal
  28 Verbindungsbohrung
  29 Hohlraum
  30 Bypaß
  31 Feder
  32 Steuerhülse

Claims (5)

1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden Arbeits­ zylinder, der durch einen von einer hohlen Kolben­ stange getragenen Arbeitskolben in 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 Ab­ regelöffnung, die den mit der Hochdruckkammer ver­ bundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel auf­ weisenden und in die Niederdruckkammer mündenden Abregelkanal verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Abregelkanal (27) auf der Außenfläche der Pumpenstange (19) durch eine Ausnehmung in der Pumpen­ stange (27) und der Innenwand der Steuerhülse (32) ge­ bildet wird und auf seinem dem Saugventil (22) zuge­ wandten Ende der Pumpenstange (19) mit der Bohrung der Pumpenstange (19) verbunden ist, und daß der Abregel­ kanal (27) gleichzeitig als Drossel ausgebildet ist.

2. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abregelkanal (27) als Anschliff auf der Außen­ fläche der Pumpenstange (19) ausgebildet ist.

3. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drossel eine entsprechende Bemessung des Quer­ schnittes des Abregelkanales (27) vorgesehen ist.

4. Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drossel eine entsprechende Länge des Abregel­ kanales (27) vorgesehen ist.

5. Federbein nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Abregelöffnung (25) als Anschliff zwischen dem Abregelkanal (27) und der Außenfläche der Pumpenstange (19) ausgebildet ist.