DE3630757C2

DE3630757C2 -

Info

Publication number: DE3630757C2
Application number: DE19863630757
Authority: DE
Inventors: Norbert Dipl.-Ing. 5330 Koenigswinter De Sommer
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1986-09-10
Publication date: 1988-10-13
Also published as: DE3630757A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine 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 (z. B. DE-PS 33 06 393), bei denen die Pumpenstange zur Verlängerung der Abregelzeit eine Hülse aufweist, die die Steuer öffnung über einen Verbindungskanal und eine Drossel mit dem Niederdruckraum 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 ausgeschlossen werden können. Die hier vorgeschlagene Lösung benutzt ein zusätzliches Bau teil, welches zusätzlichen Montage- und Dichtungsaufwand erfordert.

Darüber hinaus sind Federbeine bekannt (z. B. DE-OS 29 44 831), bei denen als Drosselorgan eine Hülse ange ordnet ist, die die Steueröffnung mit dem Niederdruckraum über einen Verbindungskanal verbindet. Bei kurzzeitigem Freiwerden der Steueröffnung wird durch den spiralförmig angeordneten und als Drossel wirkenden Verbindungskanal die Abregelung zeitlich verlängert, jedoch ist es nicht möglich, die Steueröffnung und den Verbindungskanal im Durchmesser beliebig klein zu gestalten, da ab einem be stimmten geringen 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 ist für die Gestaltung des Abregelkanales auch hier ein zusätzliches Bauteil erforderlich.

Weiter sind hydraulisch-pneumatisch höhenlageregelnde Federbeine (z. B. DE-OS 15 80 231) bekannt, bei denen in der Mittellage eine Fläche zur Lageregelung des Kolbens vorgesehen ist. Dieser Bypass ist nur kurzfristig in der Mittellage wirksam, ansonsten fließt das Dämpfungsmittel über die entsprechenden Rückschlagventile im Boden des Federbeines.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, funktions sichere und unempfindliche Niveauregelungseinrichtung zu schaffen, bei der bei Beibehaltung einer durch ein Drosselorgan verlängerten Abregelzeit 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 durch eine Ausnehmung in der Pum penstange zwischen der Außenfläche der Pumpenstange und der Innenwand der Steuerhülse gebildet wird und auf seinem dem Saugventil zugewandten Ende der Pumpenstange mit der Bohrung der Pumpenstange verbunden ist und daß der Abregelkanal gleichzeitig als Drossel ausgebildet ist, und daß zur Lageregelung des Kolbens ein bis zur definierten Mittellage des Kolbens verlaufender Bypass eine Verbindung vom Pumpenzylinder zum oberen Arbeitsraum herstellt.

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 eine Verstopfung allenfalls 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 die Drossel durch entsprechende Bemessung des Quer schnittes und/oder der Länge des Abregelkanales gebildet 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 Abregelöffnung im Durchmesser zu vergrößern und damit die Gefahr einer Ver stopfung durch Verunreinigungen des Öles weiter zu ver ringern. Es wird damit für den rauhen Fahrbetrieb ein unempfindliches Bauteil geschaffen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auch die Abregelöffnung als Anschliff zwischen dem Abregel kanal und der Außenfläche der Pumpenstange ausgebildet ist. Die Auslegung des Querschnittes der Abregelöffnung und des Querschnittsübergangs zur vollen Pumpenstange 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 gedrosselte Abregelung eine un erwünschte Veränderung der Niveaulage durch z. B. kurz zeitige Abregelung nach Kurvenfahrten mit höherer Ge schwindigkeit 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.

Das in Fig. 1 dargestellte selbstpumpende hydropneu matische Federbein für Kraftfahrzeuge besteht im wesent lichen aus dem Arbeitszylinder 1, 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 dem Arbeitskolben 2 und dem Boden 4 steht mit dem Ölraum 11 der Hochdruckkammer 9, 11 über einen Kanal 17 in Ver bindung. Der stirnseitig zwischen Arbeitskolben 2 und dem Deckel 5 angeordnete Arbeitsraum 18 ist über Dämpfungs ventile im Kolben 2 mit dem stirnseitigen Arbeitsraum 16 des Arbeitszylinders 1 in Verbindung.

Am Boden 4 ist eine Pumpenstange 19 durch ein elastisches Lager 20 befestigt, die zusammen mit einer im Hohlraum der Kolbenstange 3 befindlichen Steuerhülse 32, die als Pumpenzylinder 21 wirkt, eine Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahr zeugachse und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 be tätigen 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 Kolben 2, die Kolbenstange 3 mit der Steuerhülse 32 solange abwärts geschoben, bis die Abregelöffnung 25 der Pumpenstange 19 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitszylinder 1 und dem Niederdruckraum 20 freigibt, so daß dadurch die Abregelfunktion einsetzt.

Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Ausschnitt der Pumpenstange 19 sowie der Steuerhülse 32. 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, den Abregelkanal 27, die Verbindungsbohrung 28 und den Hohl raum 29 der Pumpenstange 19 zum Niederdruckraum 10 fließt.

Die Verbindungsbohrung 28 wird ausreichend groß ausge legt, so daß hier die Gefahr einer Verstopfung nicht ge geben ist. Der Abregelkanal 27 bestimmt durch seinen Querschnitt und durch seine Länge eine wegabhängige Drosselstrecke und damit die Abregelzeit. Im Falle des Verstopfens des Abregelkanales 27 wird beim nächsten Saughub die Steuerhülse 32 aus der Pumpenstange 19 her ausgezogen, 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 32 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.

Claims

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) durch eine Ausnehmung in der Pumpenstange (19) zwischen der Außenfläche der Pumpenstange (19) und der Innenwand der Steuerhülse (32) gebildet wird und auf seinem dem Saugventil (22) zugewandten Ende der Pumpenstange (19) mit der Bohrung (Hohlraum 29) der Pumpenstange (19) verbunden ist, und
daß der Abregelkanal (27) gleichzeitig als Drossel ausgebildet ist und
daß zur Lagerregelung des Kolbens (2) ein bis zur definierten Mittellage des Kolbens (2) verlaufender Bypass (30) eine Verbindung vom Pumpen zylinder (21) zum oberen Arbeitsraum (16) herstellt.

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.