DE3644931C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydropneumatische Fahr­ zeugfederung mit gasseitiger Niveauregelung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs.

Bei der aus der DE-AS 11 22 386 bekannten Federung nach Art des Oberbegriffs erfolgt ein Aufrichten des Aufbaus bis zur Ni­ veaulage - im allgemeinen parallel zur Straße - in von Massen­ kräften beeinflußten dynamischen Fahrzuständen, beispielswei­ se bei Kurvenfahrt, durch eine Rückführung der Trennkolben in eine Mittellage.

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, eine Federung zu schaffen, bei der in dynamischen Fahrzuständen ein Aufrichten des Aufbaus über die Niveaulage hinaus möglich ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichenteil des Patentan­ spruchs genannten Merkmale gelöst, die einen willkürlichen Neigungsausgleich über die Niveauregelung hinaus ermöglichen.

Dabei wird einerseits die Länge der Ölsäule, die die Lage des Auf­ baus bestimmt, auf der Seite der entlasteten Federelemente verkürzt und auf der Seite der zusätzlichen belasteten Feder­ elemente verlängert; andererseits wird die aufrichtende und neigungssteuernde Wirkung dieser direkten ölseitigen Regelung durch die vom Rad betätigten selbstpumpenden Einrichtungen in Verbindung mit dem Ölaustausch zwischen dem Ölvolumen und dem gesonder­ ten Ölspeicher unterstützt und in ihrer Wirkung gefördert, wobei sich die gemeinsam wirkenden Einzelmaßnahmen insgesamt als dynamisch wirksames System darstellen.

Die Pumpeinrichtung kann durch bekannte Mittel so geschaltet werden, daß in den dynamischen Fahrzuständen Öl in der Rich­ tung von entlasteten in zusätzlich belastete Federelemente und nach Aufhören dieses Zustandes in der anderen Richtung zurückgefördert wird.

Der Gedanke des Umpumpens von Öl von der einen auf die andere Fahrzeugseite ist als solcher aus der DE-AS 10 60 722 und der DE-OS 20 48 323 bekannt. Bei der Vorrichtung zum Verhüten des Schlingerns von Fahrzeugen nach der DE-AS 10 60 722 bezweckt ein Umpumpen der genannten Art jedoch lediglich eine Besei­ tigung von Schlingerbewegungen beim Fahren auf unebener Fahrbahn oder bei wechselnder Verteilung der Last auf beiden Seiten des Wagenkastens. Mit dieser bekannten Vorrichtung ist allenfalls ein Aufrichten des Aufbaus bis zur Niveau­ lage möglich.

Bei der Vorrichtung zur Stabilisierung des Fahrzeugaufbaus nach der DE-OS 20 48 323 sind hydropneumatische Federelemente vorgesehen, bei denen die Gasmenge in den Gaspolstern nicht geregelt wird, sondern konstant ist. In diesem Fall wird bei Kurvenfahrt der Schwerpunkt des Aufbaus wegen der progressi­ ven Federkennung von federnden Gaspolstern angehoben, womit eine nachteilige Beeinflussung der Fahrsicherheit verbunden ist.

Wenn die durch Radschwingungen betätigte Ölpumpe und der gesonderte Ölspeicher in einem selbstpumpenden hydropneu­ matischen Federelement zu einem Bauteil vereinigt sind, wie es für sich Stand der Technik ist, kann in einfacher Weise eine Verbindung der Ölspeicher der Federelemente durch eine Ölleitung hergestellt werden, die sehr eng sein kann und wenig Aufwand erfordert.

In der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen.

Die Zeichnung zeigt zwei Federelemente 501 und 501′, die mit einem Gasbehälter 510 von beliebigem Druck korrespondieren, mit durch eine Lasterhöhung gegen ein Gaspolster 507 eingefederten Trennkolben 505 und offenen Sperreinrichtungen.

Die beiden Federelemente 501 und 501′ sind beispielsweise als ein linkes und ein rechtes Federelement einer Fahrzeug­ achse aufzufassen. Für gleiche Teile gelten links und rechts dieselben Hinweiszeichen. Wenn eine Unterscheidung erforder­ lich ist, sind die Hinweiszeichen auf der rechten Seite mit einem Strich versehen.

Die Federkolben der Federelemente 501 sind als in einem Arbeitszylinder 502 ge­ führter und durch eine Dichtung 542 gedichteter Stufenkolben 504 ausgebildet, dessen Kolbenstange 552 aus einem mit einer Dichtung 508 versehenen Zylinderdeckel 509 nach außen tritt. Die große Kreisfläche 541 des Stufenkolbens 504 verdrängt Öl aus dem in dem Arbeitszylinder 502 eingeschlossenen Ölvolu­ men 503, das durch eine Zwischenwand 550 mit Drosselquer­ schnitten 554 unterteilt ist. Die Kolbenstange 552 bildet mit dem Arbeitszylinder 502 einen Ringraum 528, aus dem die Kreisringfläche 559 des Stufenkolbens 504 Öl in einen den Arbeitszylinder 502 umgebenden gesonderten Ölspeicher 546 über Öffnungen 523 im Bereich des Zylinderdeckels 509 ver­ drängt, wobei der Ölspeicher 546 in seinem unteren Teil eine Ölfüllung 548 und in seinem oberen Teil eine unter Druck ste­ hende Gasfüllung 547 aufweist und zwischen beiden Füllungen ein freier Ölspiegel 549 besteht. Die vom Druck der Gasfül­ lung 547 auf die Kreisringfläche 559 ausgeübte Kraft wirkt für die Kolbenstange 552 als Zugkraft, so daß die Federele­ mente 501 und 501′ eine Traglast gleich der auf die große Kreisfläche 541 vom Gaspolster 507 ausgeübten Druckkraft ab­ züglich der Zugkraft der Kreisringfläche 559 ist.

Auf der dem Stufenkolben 504 abgewandten Seite nimmt ein durch den Trennkolben 505 dicht von dem Ölvolumen 503 abgetrenntes, in einem Gehäuse 506 mit einem Boden 519 ein­ geschlossenes Gaspolster 507 das verdrängte Öl auf. Ein Lageregelelement ist durch einen an dem Trennkol­ ben 505 mittels einer Steuerstange 540 gehaltenen Steuer­ schieber 521 gebildet, der gegenüber einer Steuerhülse 522 verschieblich ist, die sich in einem mit dem Boden 519 ver­ bundenen Befestigungsstift 514 für die Befestigung des Federelementes 501 am Fahrzeug befindet. Die Steuerhülse 522 ist mit einer oberen Steueröffnung 524 versehen, in die eine Ablaßleitung 512 mündet, und mit einer unte­ ren Steueröffnung 525, in die eine Speiseleitung 513 mündet, und hat einen oberhalb des Steuerschiebers 521 angeordneten Freiraum 557, der mit dem Gaspolster 507 durch einen Kanal 556 in der Steuerstange 540 verbunden ist. Die Ablaßleitungen 512 und 512′ der beiden Federelemente 501 und 501′ sind gemeinsam an eine Eintritts­ kammer 526 eines Verdichters 516 und die Speiseleitungen 513 und 513′ gemeinsam an eine Austrittskammer 527 des Verdich­ ters 516 angeschlossen.

Ein Gasbehälter 510, in dem der Druck niedriger sei als in den Gaspolstern 507 und 507′ der beiden Federlemente 501 und 501′, ist über eine mit einem er­ sten Drehschieber 517 versehene erste Verbindungsleitung 538 an die Eintrittskammer 526 des Verdichters 516 und über eine mit einem zweiten Drehschieber 518 versehene zwei­ te Verbindungsleitung 539 an die Austrittskammer 527 des Verdichters 516 angeschlossen. Die Verbindungsleitung 538 mündet über einen durch ein Ventil 561 verschließbaren Ein­ laßkanal 560 in eine Ventilkammer 564, die mit dem Gasbe­ hälter 510 in offener Verbindung steht. Eine Ventilfeder 563 bewirkt, daß zwischen Einlaßkanal 560 und Ventil 561 ein Ventilspalt 562 besteht.

Die zweite Verbindungsleitung 539 mündet über eine Auslaßöffnung 572 in eine Ventilkammer 570, die mit einer Halterung 571 für ein Ventil 567 versehen ist, und über einen durch das Ventil 567 verschließbaren Auslaßkanal 566 in den Gasbe­ hälter 510 führt. Eine Ventilfeder 569 ist so schwach be­ messen, daß bei dem gegebenen Überdruck der Gaspolster 505 und 505′ das Ventil 567 den Auslaßkanal 566 geschlossen hält, und so kann trotz des offenen Drehschiebers 518, wie gezeichnet, und des Unterdrucks im Gasbehälter 510 Gas aus der Austrittskammer 527 in die Speiseleitungen 513 und 513′ gefördert werden. Wenn der Fall eintritt, daß der Druck im Gasbehälter 510 höher ist als in den Gaspolstern 507 und 507′, kann der Ventilspalt 562 unter dem Einfluß der Ven­ tilfeder 563 offen bleiben. Dann wird das Ventil 567 durch den Überdruck im Gasbehälter 510 aufgestoßen, und es kann eine Er­ höhung der Gasmengen in den Gaspolstern 507 und 507′ direkt aus dem Gasbehälter 510 über den jetzt offenen Auslaßkanal 566 erfolgen.

Wenn, wie gezeichnet, die Trennkolben 505 und 505′ einge­ federt sind, werden die unteren Steueröffnungen 525 und 525′ vom Steuerschieber 521 freigegeben und es besteht eine Verbindung der Gaspolster 507 und 507′ über die Speiselei­ tungen 513 und 513′, die Austrittskammer 527, die Eintritts­ kammer 526 und den offenen Drehschieber 517 mit dem Gasbe­ hälter 510. Bei laufendem Verdichter 516 fungiert die Aus­ trittskammer 527 als Gasquelle, und es erfolgt eine Rückfüh­ rung der Trennkolben 505 und 505′ in die Soll-Lage in be­ liebiger Reihenfolge und eine primäre Niveauregelung durch eine Erhöhung der Einzelmengen in den Gaspolstern 507 und 507′.

Nachdem so die Soll-Lage der Trennkolben 505 und 505′ her­ gestellt ist, kann der Verdichter 516 bei geschlossenen Sperreinrichtungen (Drehschieber 517 und 518) bei Auftreten von Seitenneigung bei dynamischen Fahrbewegungen direkt Gas aus dem ausgefederten in das eingefederte Federelement zum umgehenden Ausgleich fördern, wie in der Beschreibung des Patentes 36 04 068 näher ausgeführt ist. Ein Ausgleich ist aber nur bis zum Erreichen etwa der Fahrbahn-parallelen Lage möglich, da bereits dann die Steuerschieber schließen.

Die hohl ausgeführte Kolbenstange 552 bildet einen Pumpen­ raum 543, in den eine mittels eines Kugelgelenks 558 an der Zwischenwand 550 befestigte Pumpenstange 551 eindringt, durch eine Dichtung 529 gedichtet. Der Pumpenraum 543 ist mit dem Ringraum 528 durch ein Saugventil 544 und mit dem Ölvolumen 503 durch ein Druckventil 545 und außerdem mit dem gesonderten Öl­ speicher 546 durch eine vom Stufenkolben 504 gesteuerte Drosselöffnung 531 im Arbeitszylinder 502 verbunden, die in der gezeichneten Stellung vom Stufenkolben 504 freige­ geben ist, wobei jedoch keine Verbindung zwischen dem Öl­ volumen 503 und dem Druckspeicher 546 besteht. Bei Schwing­ bewegungen der Kolbenstange 552 wird Öl aus dem Druckspei­ cher 546 in den Pumpenraum 543 gesaugt und in das Ölvolumen 503 gefördert, und Öl strömt aus dem Ölvolumen 503 in den Druckspeicher 546 durch die Drosselöffnung 531 zurück, so­ bald die Oberkante des Stufenkolbens 504, auf die das Hin­ weiszeichen 541 deutet, bei einem Ausfedern des Stufenkol­ bens 504 die Drosselöffnung 531 freigibt. Dabei stellt sich ein Gleichgewicht ein, und es wird eine sekundäre Niveaurege­ lung bewirkt, wobei das geregelte Niveau der Stellung des Stufenkolbens 504 entsprechen möge, in der die Oberkante des Stufenkolbens 504 die Drosselöffnung 531 zur Hälfte freigibt. Damit ist unabhängig von gasseitig unterschiedlichen Einfederungen ein weiteres Mittel zum Ausregeln von Lageabweichungen gegeben.

Die Ölvolumina 503 der Federelemente 501 und 501′ sind durch eine Ölleitung 573 verbunden, die von einer in bei­ den Richtungen fördernden Pumpeinrichtung 574 unterbrochen ist. Die Pumpeinrichtung 574 ist mittels eines Steuerka­ stens 575 schaltbar und kann Öl aus einem entlasteten Fe­ derelement, beispielsweise dem Federelement 501 in das zu­ geordnete zusätzlich belastete Federelement 501′ fördern und umgekehrt, wodurch der Aufbau in Richtung der Resul­ tierenden von Schwerkraft und Massenkraft über die Fahrbahn-parallele Lage hinaus geneigt und wie­ der aufgerichtet werden kann. Die gesonderten Ölspeicher 546 und 546′ sind ölseitig durch eine Leitung 576 verbun­ den, durch die ein Ölaustausch zwischen den beiden Ölspei­ chern 546 und 546′ möglich ist.

Claims (1)

1. Hydropneumatische Fahrzeugfederung mit gasseitiger Niveau­ regelung mit mindestens zwei an einer Achse gegenüberliegenden Seiten zugeordneten hydropneumatischen Federelementen, die einen Federkolben aufweisen, der die Radlast trägt und sich über ein Ölvo­ lumen und einen Trennkolben gegen ein Gaspolster abstützt, wobei eine Rückführung des Trennkolbens in eine Soll-Lage durch Zu- oder Ablassen von Gas in das Gaspolster erfolgt, gekennzeichnet durch die Merkmale:

   • - in dynamischen Fahrzuständen werden zusätzlich die Ölvolumina (503) der Federelemente (501 und 501′) direkt durch eine Pumpeinrichtung (574) umgepumpt, wodurch sich das Öl­ volumen des einen Federelements (501 oder 501′) um das dem anderen Federelement (501′ oder 501) entnommene Ölvolumen vergrößert und eine aktive Neigungsregelung erfolgt,
   • - mittels einer zwischen Rad und Aufbau angeordneten und durch Radschwingungen betätigten Ölpumpe (Pumpenstange 551) wird Öl aus dem Ölvolumen (503) mit einem druckbe­ lasteten gesonderten Ölspeicher (546) ausgetauscht,
   • - das geförderte Öl fließt bei ausgefahrenem Federelement (501 bzw. 501′) durch vom Rad (Lage des Stufenkolbens 504) gesteuerte Dros­ selöffnungen (531) in den Ölspeicher (546) zurück, und die Ölspeicher (546) der Federelemente (501 und 501′) sind miteinander verbunden (Ölleitung 576).