DE3644931C2 - - Google Patents
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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)
- 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).
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Publications (2)
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DE3644931C2 true DE3644931C2 (de) | 1988-12-29 |
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Country Status (1)
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DE (1) | DE3644931A1 (de) |
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- 1986-02-08 DE DE19863644931 patent/DE3644931A1/de active Granted
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