DE3816102C1 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G17/00—Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
- B60G17/02—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
- B60G17/04—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means fluid spring characteristics
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydro
pneumatisches Federbein, mit innerer Niveauregelung, ins
besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem dämpfungsmittel
gefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer
Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gas
polsters stehenden Arbeitszylinders, der durch einen von
einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in
zwei Arbeitsräume unterteilt wird, mit einer durch die
Federbewegungen angetriebenen und Dämpfungsmittel 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 ver
bunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der
Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder ver
schließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hochdruck
kammer verbundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel
aufweisenden und in die Niederdruckkammer mündenden Ab
regelkanal verbindet.
Es sind derartige Federbeine bekannt (DE-OS 29 44 831,
DE-AS 23 56 802), bei denen der Arbeitszylinder durch
einen von einer Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in
zwei Arbeitsräume unterteilt wird und bei denen der
Arbeitskolben mit Ventilen zur Erzeugung einer Dämpfungs
kraft versehen ist. Dabei ist für jede Bewegungsrichtung
des Arbeitskolbens ein entsprechendes Ventil vorgesehen.
Diese Ventile dienen zur Erzeugung einer bestimmten vor
gegebenen Dämpfungskraft im jeweiligen Kolbengeschwindig
keitsbereich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein selbstpumpendes hydro
pneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung so
weiterzubilden, daß die Dämpfungskraft steuerbar und
während des Fahrbetriebes stufenlos einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
der Arbeitskolben über mindestens ein Rückschlagventil in
einer Richtung vom Dämpfungsmittel durchströmbar ist,
wobei von einem Arbeitsraum ein Kanal zu einem verstell
baren Dämpfungsventil verläuft und daß nach dem Dämp
fungsventil eine Strömungsverbindung über mindestens ein
weiteres Rückschlagventil in den anderen Arbeitsraum und
über einen Durchflußkanal zur Hochdruckkammer verläuft.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausbildung, daß das Dämpfungs
mittel unabhängig von der Bewegungsrichtung des Arbeits
kolbens ständig in einer Richtung strömt, wobei das Dämp
fungsmittel jeweils von einem Arbeitsraum über einen
Kanal vorbei am verstellbaren Dämpfungsventil direkt in
den Hochdruckraum oder bei ausfahrender Kolbenstange bei
entsprechenden Druckverhältnissen in den anderen Arbeits
raum fließt. Da die hohle Pumpenstange über eine Bohrung mit dem
Niederdruckraum verbunden ist, lassen sich bei einer der
artigen Gestaltung sowohl eine innere Niveauregelung des
Systems als auch eine steuerbare, stufenlos einstellbare
Dämpfungskraftregelung erzeugen. Durch die Anwendung von
integrierten oder auch extern angeordneten Sensoren kann
eine automatische selbständige Dämpfungskraftregelung bei
einem Federbein mit innerer Niveauregelung verwirklicht
werden.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen,
daß der Grundkörper des Dämpfungsventiles
die Pumpenstange in einer Bohrung fest und dicht aufnimmt.
Vorteilhaft ist hierbei, daß das verstellbare Dämpfungs
ventil im Stirnbereich des Federbeines angeordnet werden
kann und daß der Grundkörper mit einer Bohrung versehen
ist, die die hohle Pumpenstange mit der Niederdruckkammer
des Federbeines verhindert.
In Ausgestaltung der Erfindung ist im Grundkörper des
Dämpfungsventils das weitere Rückschlagventil angeordnet.
Eine fertigungstechnisch günstige Ausführungsform sieht
vor, daß der Kanal und/oder der Durchflußkanal durch ein
konzentrisch um den Arbeitszylinder angeordnetes, vom
runden Querschnitt abweichendes Rohr, welches den Kanal
und/oder den Durchflußkanal gegeneinander und gegenüber
der Niederdruck- bzw. der Hochdruckkammer abgrenzt, ge
bildet wird.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, daß Rohre ver
wendet werden können, die teilweise einen Innendurch
messer aufweisen, der dem Außendurchmesser des Arbeits
zylinders entspricht, so daß gegebenenfalls unter Ver
wendung einer zusätzlichen Dichtung eine Abgrenzung und
Abdichtung zwischen den einzelnen Kanälen in Verbindung mit der Außenfläche des Arbeitszylinders erzielbar ist.
Darüber hinaus läßt sich auch der jeweilige Kanal durch
ein in der Länge halbiertes rohrförmiges Teil herstellen
und über eine entsprechend gewählte Verbindungstechnik,
wie z. B. Löten mit dem Arbeitszylinder fest und dicht
verbinden.
Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß die
Niederdruck- und/oder die Hochdruckkammer außerhalb des
Federbeines als separates Bauteil angeordnet sind.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein
mit innerer Niveauregelung und einem steuerbaren Dämp
fungsventil, im Schnitt,
Fig. 2 und 3 einen Querschnitt des Arbeitszylinders zu
sammen mit dem Kanal und einem Durchflußkanal.
Die in Fig. 1 dargestellte Niveauregelungsvorrichtung
für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem
Arbeitszylinder 1 des Federbeins, in dem ein Arbeitskolben 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 Befestigungsteiles 6 am Aufbau
des Fahrzeuges und die Kolbenstange 3 mittels eines Be
festigungsteiles 7 an der Achse des Fahrzeuges in nicht
gezeigter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 1 ist von
einem ringförmigen, zum Teil mit Dämpfungsmittel und zum
Teil mit Gas gefüllten Ausgleichsvolumen umgeben, das
durch eine Zwischenwand 8 in eine Hochdruckkammer 9, 11
und eine Niederdruckkammer 10 unterteilt ist. Die Hoch
druckkammer 9, 11 ist durch eine Membran 12 in einen
Dämpfungsmittel- und einem Gasraum getrennt. In der
Niederdruckkammer 10 sind Dämpfungsmittel und ein Nieder
druckgaspolster 13 nicht voneinander getrennt. Der
Spiegel 14 des Dämpfungsmittels ist gestrichelt ange
deutet. Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hoch
gepumpten Zustand herrscht in der Niederdruckkammer 10
gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 9, 11.
Die Hochdruckkammer 9, 11 ist über
die Bohrung 32 und den Druchflußkanal 17, die Strömungs
verbindung 25 und das Rückschlagventil 26 mit dem
Arbeitsraum 16 verbunden. Vom Arbeitsraum 16 gelangt das
Dämpfungsmittel nur in einer Richtung über die Rück
schlagventile 15 im Arbeitskolben 2 in den Arbeitsraum
18. Vom Arbeitsraum 18 aus wird über die Bohrung 33, und den Kanal 24
das verstellbare Dämpfungsventil 20 beaufschlagt, wobei der
Ventilkörper 30 gegenüber dem Ventilsitz 29 abdichtet.
Falls die Strömungsverbindung 25 freigegeben wird, fließt
das Dämpfungsmittel entweder über den Kanal 17 zur Hoch
druckkammer 9, 11 oder es gelangt bei
Ausfahrbewegung des Arbeitskolbens 2 über das Rückschlagventil
26 in den Arbeitsraum 16. Je nach Betätigung des ver
stellbaren Dämpfungsventiles wird eine weichere oder härtere
Dämpfungskraft erzielt.
Zur Niveauregelung ist am Grundkörper 27 in
einer Bohrung 28 eine Pumpenstange 19 fest und dicht auf
genommen, die zusammen mit einem im Hohlraum der Kolben
stange 3 befindlichen Steuerrohr 34 geschaffenen Pumpen
zylinder 21 einer Ölpumpe bildet. Die durch Fahrbahnun
ebenheiten hervorgerufenen Bewegungen der Fahrzeugachse
und der an ihr befestigten Kolbenstange 3 betätigen diese
Ölpumpe, die gesteuert durch das
Saugventil 22 ständig Dämpfungsmittel aus der Niederdruckkammer 10 über das
Druckventil 23 durch den Zwischenraum 35 in den Arbeits
raum 16 fördert. Dadurch werden der Arbeitskolben 2 und
die Kolbenstange 3 mit dem Steuerrohr 34 solange auswärts
geschoben, bis eine Abregelöffnung in der Pumpenstange 19
eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten
Arbeitsraum 16 und über die hohle Pumpenstange 19 mit der
Niederdruckkammer 10 freigibt. Dadurch setzt die Ab
regelfunktion ein.
Der Kanal 24 und der Durchflußkanal 17 sind außerhalb des
Arbeitszylinders 1 in der Niederdruckkammer 10 bzw. der
Hochdruckkammer 9, 11 verlaufend angeordnet. Die Fig. 2
zeigt hierzu als Einzelteil einen Querschnitt des
Arbeitszylinders 1, wobei der Kanal 24 und der Durchfluß
kanal 17 von außen mit dem Arbeitszylinder 1 fest und
dicht verbunden sind. Diese Verbindung kann z. B. in Form
einer Lötverbindung erfolgen.
In der Fig. 3 ist konzentrisch um den Arbeitszylinder 1
ein Rohr 31 angeordnet, welches den Kanal 24 und den
Durchflußkanal 17 bildet und wobei durch Wahl eines ent
sprechenden Innendurchmessers des Rohres 31 eine Abgrenzung der Kanäle
gegeneinander unter Zuhilfenahme von Dichtungen 36 und der Mantelfläche des Arbeitszylinders 1 er
folgt. Die Formgebung des Kanales 24, des Durchfluß
kanales 17 wie auch der der Aufnahme der Dichtungen
dienenden Nuten kann dabei durch spanlose Formgebung er
folgen.
Claims (5)
1. Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit
innerer Niveauregelung, insbesondere für Kraftfahr
zeuge, mit einem dämpfungsmittelgefüllten, unter dem
Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer ange
ordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehenden
Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen
Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeits
räume unterteilt wird, mit einer durch die Federbe
wegungen angetriebenen und Dämpfungsmittel aus einer
Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer ver
bundenen 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 Nieder
druckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängig
keit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeits
zylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit
der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum mit einem
eine Drossel aufweisenden und in die Niederdruckkammer
mündenden Abregelkanal verbindet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Arbeitskolben (2) über mindestens ein Rück
schlagventil (15) in einer Richtung vom Dämpfungs
mittel durchströmbar ist, wobei von einem Arbeitsraum
(18) ein Kanal (24) zu einem verstellbaren Dämpfungs
ventil (20) verläuft und daß nach dem Dämpfungsventil
(20) eine Strömungsverbindung (25) über mindestens ein
weiteres Rückschlagventil (26) in den anderen Arbeits
raum (16) und über einen Durchflußkanal (17) zur Hoch
druckkammer (11) verläuft.
2. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (27) des Dämpfungsventiles (20) in
einer Bohrung (28) die Pumpenstange (19) fest und
dicht aufnimmt.
3. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Grundkörper (27) des Dämpfungsventiles (20) das
weitere Rückschlagventil (26) angeordnet ist.
4. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kanal (24) und/oder der Durchflußkanal (17)
durch ein konzentrisch um den Arbeitszylinder (1) an
geordnetes, vom runden Querschnitt abweichendes Rohr
(31) gebildet wird, welches über die Mantelfläche des Arbeitszylinders (1) den Kanal (24) und/oder den Durchfluß
kanal (17) gegeneinander und beide gegenüber der Nieder
druck- (10) bzw. Hochdruckkammer (11) abgrenzt
(Fig. 3).
5. Federbein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Niederdruck- (10) und/oder die Hochdruckkammer
(11) außerhalb des Federbeines als separates Bauteil
ausgebildet sind (Fig. 2).
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