DE3816102C1 - - Google Patents

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).