DE3836103C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolben-Zylinder- Anordnung, mit mehreren Hubräumen, die zur Erzeugung veränderbarer Abstütz- bzw. Stellkräfte mittels Ventilanordnungen mit einer hydraulischen Druckquelle und/oder einem Hydraulik­ reservoir verbindbar sind.

Bekannte derartige Kolben-Zylinder-Anordnungen dienen beispielsweise als Servoaggregate für Servolenkungen von Fahrzeugen. Um veränderbare Stellkräfte erzeugen zu können, werden die Hubräume über steuerbare Drosselventile, welche im Falle einer Servolenkung vom Lenkhandrad betätigt werden, mit der Druckquelle bzw. dem Hydraulikreservoir verbunden. Beispielsweise kann mit einem einfach wirkenden Kolben- Zylinder-Aggregat eine variable Stellkraft erzeugt werden, indem der Hubraum des Kolben-Zylinder-Aggregates über eine erste steuerbare Drosselstrecke mit der Druckquelle, welche in der Regel bezüglich des abgegebenen Druckes nicht bzw. nur begrenzt steuerbar ist, und über eine zweite steuerbare Drosselstrecke mit dem Reservoir verbunden ist. Wenn nun der Drosselwiderstand der einen Drosselstrecke erhöht und der anderen Drosselstrecke vermindert wird, kann der Druck im Hubraum des Kolben-Zylinder-Aggregates stufenlos zwischen dem hohen Druck der Druckquelle und dem geringen Druck des Reservoirs verändert werden, d. h. die jeweils erzeugte Stellkraft läßt sich durch entsprechende Steuerung der Drosselstrecken verändern.

Bei doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Aggregaten können beide Hubräume jeweils separat über eine Drosselstrecke mit der Druckquelle und eine weitere Drosselstrecke mit dem Reservoir verbunden sein. Durch entsprechende Einstellung der Drosselstrecken lassen sich dann in den Hubräumen unterschiedliche Drucke herstellen, um eine von der Druckdifferenz in den Hubräumen abhängige Stell­ kraft zu erzeugen.

Im übrigen kann bei einem doppeltwirkenden Kolben-Zylinder- Aggregat eine stufenlos veränderbare Stellkraft auch dadurch erzeugt werden, daß jeweils der eine Hubraum über eine steuerbare Drosselstrecke mit der hydraulischen Druckquelle und der andere Hubraum über eine weitere steuerbare Drossel­ strecke mit dem Reservoir verbunden werden.

Für die oben beschriebenen bekannten Anordnungen ist eine hohe Verlustleistung charakteristisch, welche durch die Drosselung der Strömung des Hydraulikmediums entsteht. Die Verlustleistung ist vor allem dann groß, wenn das Kolben-Zylinder-Aggregat kleine Stellkräfte bei großen Stellgeschwindigkeiten erzeugen soll.

Hinzu kommt, daß unter Umständen selbst dann hydraulische Leistung benötigt wird, wenn das Kolben-Zylinder-Aggregat durch äußere Kräfte verstellt wird. In einem derartigen Falle muß nämlich unter Umständen einem sich vergrößernden Hubraum über ein stark gedrosseltes Ventil Hydraulikmedium von der Druckquelle aus zugeführt werden.

Ein besonderer Nachteil der bekannten Aggregate liegt noch darin, daß dieselben auf von außen einwirkende Stoßbe­ lastungen unter Umständen hart reagieren. Die Stoßbelastungen suchen nämlich Kolben und Zylinder relativ zueinander sehr schnell zu verschieben. Dies ist gleichbedeutend damit, daß an den Drosselventilen bzw. -strecken höhere Druck­ differenzen auftreten, wenn relativ große Mengen hydrauli­ schen Mediums die Drosselventile bzw. -strecken zu durch­ strömen suchen. Da jedoch der Drosselwiderstand der Drossel­ ventile bzw. -strecken bei größeren Druckdifferenzen und dementsprechend vergrößerten Mengen des durchströmenden hydraulischen Mediums stark ansteigen, erhöht sich ent­ sprechend der Widerstand, den das Kolben-Zylinder-Aggregat einer von außen einwirkenden Stoßbelastung entgegensetzt. Dieser Effekt läßt sich nur sehr begrenzt durch schnell steuerbare Drosselventile bzw. -strecken vermeiden. Denn in der Regel kann ein Steuereingriff erst nach Auftreten einer Stoßbelastung mit einer gewissen - wenn auch unter Umständen sehr kurzen - Verzögerungszeit vorgenommen werden. Eine "vorausschauende" bzw. der Stoßbelastung "zuvorkommende" Steuerung ist im allgemeinen nicht möglich. Bislang wurden die aufgezeigten Probleme nicht gelöst.

Die DE-OS 31 48 173 zeigt lediglich eine Anordnung, bei der eine Druckquelle mit mehreren Kolben-Zylinder-Aggregaten zur Verstellung mehrerer Elemente einer Vorrichtung, beispiels­ weise eines Spielzeuges, verbunden ist.

In dem Lehrbuch "Hydraulik Fluidtechnik" von Th. Krist, 1987, Würzburg, werden auf den Seiten 214 bis 217 verschiedene Drosselorgane sowie deren Einsatz bei der Betätigung von Kolben-Zylinder-Aggregaten beschrieben.

Die DE-OS 34 30 037 zeigt ein doppeltwirkendes Kolben- Zylinder-Aggregat mit zwei zueinander gleichachsigen und miteinander fest verbundenen Kolben, die in gesonderten Zylindern angeordnet sind, wobei jeder Kolben in dem ihm zugeordneten Zylinder jeweils zwei Hubräume voneinander abtrennt. Die auf den voneinander abgewandten Stirnseiten der Kolben angeordneten Hubräume sind gemeinsam, miteinander kommunizierend an eine Druckquelle anschließbar. Um zu gewährleisten, daß sich die Zylinder auf den Kolben mit einem gewünschten Gleichlauf verschieben, wenn die genannten Hubräume mit Druck beaufschlagt werden, sind die jeweils anderen Hubräume innerhalb der Zylinder über steuerbare Drosseln mit einem Reservoir verbunden, so daß durch entsprechende Veränderung der Drosselwiderstände ein Gleichlauf erzwungen werden kann. Dieses Aggregat ist vor allem für die Greifzangen von Zangenkränen vorgesehen.

In der DE-AS 12 93 031 wird ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer Vielzahl von Hubräumen beschrieben. Dabei sind mehrere Zylinder konzentrisch zueinander sowie zu einem im innersten Zylinder begrenzt verschiebbaren Kolben ange­ ordnet, derart, daß der jeweils innere Zylinder innerhalb des nach außen nächstfolgenden Zylinders ein begrenzt verschiebbares Kolbenteil bildet. Der im innersten Zylinder angeordnete Kolben ist mit einer Kolbenstange versehen, die durch entsprechende Öffnungen in den stirnseitigen Böden der Zylinder nach außen herausgeführt ist. Bei dieser Anordnung teilt also der Kolben innerhalb des innersten Zylinders zwei Hubräume voneinander ab, der innerste Zylinder teilt innerhalb des nach außen nächstfolgenden Zylinders zwei weitere Hubräume voneinander ab usw. Indem die verschiedenen Hubräume in unterschiedlicher Kombination mit einer Druckquelle bzw. einem Reservoir verbunden werden, kann also der Kolben relativ zum äußersten Zylinder um unterschiedliche Wege verschoben werden.

Die DE-OS 36 01 341 zeigt, wie eine Vielzahl von Kolben- Zylinder-Aggregaten in Reihe hintereinander, zueinander gleichachsig angeordnet sein können, um möglichst große Verstellhübe ausführen zu können. Dabei sind die miteinander verbundenen Kolben-Zylinder-Aggregate an einer Schiene od. dgl. verschiebbar geführt, welche verhindern soll, daß miteinander verbundene Kolben-Zylinder-Aggregate an der Verbindungsstelle relativ zueinander einknicken.

Aus der DE-PS 10 30 686 ist ein Kolben-Zylinder-Aggregat bekannt, bei dem auf der einen Seite des Kolbens ein großer Hubraum angeordnet ist, welcher mit einer Druckquelle verbind­ bar ist. Auf der anderen Seite des Kolbens sind mehrere von­ einander abgetrennte Hubräume vorgesehen, die je für sich mit einem gesonderten Maschinenelement verbunden sind. Wird also der Kolben durch Druckbeaufschlagung des einen großen Hubraumes verschoben, so wird aus den voneinander abgetrennten Hubräumen auf der anderen Kolbenseite jeweils Fluid verdrängt und dem jeweiligen Maschinenelement zugeleitet. Auf diese Weise kann ein gewünschter Gleichlauf der Maschinenelemente ohne mechanische Kopplung derselben untereinander gewähr­ leistet werden.

Aus der DD-OS 2 44 388 geht ein Drucksteuerventil hervor, welches in einer Druckleitung zwischen der Druckquelle und einem Verbraucher angeordnet wird. Das Verschlußorgan dieses Ventiles wird durch eine Feder in Schließrichtung beaufschlagt. Mittels eines Kolbens kann das Verschlußorgan gegen die Kraft der Feder in Öffnungsrichtung verschoben werden, vorausgesetzt, daß der Kolben mit hinreichender Kraft beaufschlagt wird. Der Kolben besitzt mehrere Kolbenteile, die in separaten Hubräumen arbeiten, welche über separat steuerbare Absperrventile mit der Druckleitung zwischen der Druckquelle und dem Drucksteuerventil verbunden werden können. Die mit Druck beaufschlagte Gesamtwirkfläche des Kolbens ist also um so größer, je mehr Absperrventile geöffnet werden. Dementsprechend kann bei Öffnung vieler Absperrventile bereits bei relativ geringem Druck in der Leitung zwischen dem Drucksteuerventil und der Druckquelle eine hinreichende, den Kolben beaufschlagende Kraft erzeugt werden, welche das Drucksteuerventil öffnet. Wenn nur eines oder wenige der Absperrventile geöffnet werden, muß der Druck entsprechend größer sein, um die Schließkraft des Drucksteuer­ ventiles zu überwinden.

Die GB-OS 21 13 770 schließlich betrifft ein doppeltwirkendes Kolben-Zylinder-Aggregat, bei dem auf der einen Seite des Kolbens eine zentrale Eingangskammer sowie weitere ringför­ mige Eingangskammern angeordnet sind, in die der Kolben mit einem zentralen Plunger bzw. ringförmigen Plungern hinein­ ragt. Auf der anderen Seite des Kolbens ist eine große Ausgangskammer angeordnet. Die Eingangskammern kommunizieren mit separaten Druckaggregaten, die zur Abstützung einer Plattform od. dgl. dienen. Die Ausgangskammer kommuniziert mit einem Druckmeßgerät. Die dargestellte Anordnung ermöglicht es also, die Gesamtbelastung der Plattform mittels eines einzigen Druckmeßgerätes zu ermitteln.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine hydraulische Kolben- Zylinder-Anordnung zu schaffen, deren Stellkraft über einen weiten Bereich veränderbar ist und auch bei von außen auf die Anordnung einwirkenden Stoßbelastungen - ohne zusätz­ lichen Steuereingriff - weitestgehend unverändert bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrer parallel schaltbare Hubräume mittels im wesentlichen drosselfreier Umschaltventile unabhängig voneinander mit der Druckquelle oder dem Hydraulikreservoir verbindbar sind.

Je nachdem, wieviele Hubräume mit der Druckquelle oder dem Reservoir verbunden sind, erzeugt die Kolben-Zylinder- Anordnung unterschiedliche Stellkräfte. Dabei fallen keiner­ lei Drosselverluste an.

Bei von außen einwirkenden Stoßbelastungen bleibt die jeweils eingestellte Stellkraft praktisch unverändert. Im wesentlichen tritt lediglich eine kurzzeitige gering­ fügige Erhöhung der der Stoßbelastung entgegenwirkenden Stellkraft dadurch ein, daß Trägheitskräfte u. dgl. über­ wunden werden müssen, um hydraulisches Medium aus einem oder mehreren der Hubräume zu verdrängen.

Des weiteren ist vorteilhaft, daß die von außen einwirkenden Kräften geleistete Arbeit gespeichert werden kann, indem beispielsweise ein der Druckquelle zugeordneter Druckspeicher bei Verstellung der Kolben-Zylinder-Anordnung durch äußere Kräfte von dem dabei aus einem oder mehreren Hubräumen verdrängten hydraulischen Medium zunehmend gespannt werden kann.

Falls die mit der Kolben-Zylinder-Anordnung erzeugbaren Kräfte sehr feinfühlig, d. h. in sehr kleinen Schritten veränderbar sein sollen, werden gegebenenfalls mehrere parallel schaltbare Hubräume mit vergleichsweise kleinen Kolbenwirkflächen benötigt.

Stattdessen oder zusätzlich kann gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, einen oder mehrere Hubräume - in der Regel denjenigen bzw. diejenigen mit der kleinsten Kolbenwirkfläche - über Drosselventile mit der Druckquelle und/oder dem Reservoir zu verbinden, derart, daß der Druck in diesen Hubräumen stufenlos zwischen dem Druck der Druckquelle und dem Druck des Reservoirs variierbar ist. Bei dieser Anordnung werden zwar begrenzte Drosselverluste in Kauf genommen, jedoch können dadurch die Zahl der parallel schaltbaren Hubräume sowie der damit verbun­ dene Steuerungsaufwand vermindert werden, um einen optimalen Kompromiß hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes und der unvermeidlichen Drosselverluste zu erreichen.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, die Hubräume zumindest teilweise als konzentrische Ringräume auszubilden, in denen jeweils ein ringförmiger Plunger verschiebbar geführt ist. Auf diese Weise können die bei Druckbeaufschlagung der zugehörigen Hubräume in jeweils gleicher Richtung gedrängten Plunger in konstruktiv einfacher Weise zu einem gemeinsam bewegten Teil zusammengefaßt werden, welches unabhängig von der Zahl der jeweils mit Druck beaufschlagten Hubräume zentrisch zu seiner Bewegungsachse belastet wird.

Falls die Kolben-Zylinder-Anordnung Stellkräfte in einander entgegengesetzten Richtungen erzeugen soll, ist eine Aus­ führungsform bevorzugt, bei der auf einer Seite eines Kolbens ein einziger Hubraum mit großem Querschnitt und auf der anderen Seite des Kolbens mehrere ringförmige Hubräume konzentrisch zueinander angeordnet sind, in die der Kolben mit an ihm angeordneten ringförmigen Plungern hineinragt. Werden die ringförmigen Hubräume mit dem Reservoir und der Hubraum mit großem Querschnitt mit der Druckquelle verbunden, so wird eine große Stellkraft in der einen Richtung erzeugt. Dabei kann die Stellkraft zunehmend verringert werden, indem eine wachsende Zahl der ringförmigen Hubräume ebenfalls mit der Druckquelle verbunden wird. In entgegengesetzter Richtung läßt sich eine große Stellkraft erzielen, indem alle ringförmigen Hubräume parallel mit der Druckquelle und der Hubraum mit großem Querschnitt mit dem Reservoir verbunden werden. Indem eine wachsende Zahl der ringförmigen Räume von der Druckquelle abgekoppelt und ebenfalls mit dem Reservoir verbunden werden, kann die Stellkraft in der anderen Richtung mehr oder weniger weit vermindert werden. Wenn alle Hubräume mit dem Reservoir verbunden sind, so hat die Stellkraft einen verschwindenden Wert.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise als Abstütz- und Federaggre­ gat zwischen den Rädern und dem Aufbau von Kraftfahrzeugen. Denn einerseits wird nur eine relativ begrenzte hydraulische Leistung erforderlich; andererseits kann ein weiches Ansprechen der Federung bei Fahrbahnunebenheiten ermöglicht werden, wobei durch schnelle Druckbeaufschlagung zuvor mit dem Reservoir verbundener Hubräume erforderlichenfalls eine stark progres­ sive Steigerung der Abstützkraft möglich ist.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung anhand der Zeichnung verwiesen.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der konzentrisch angeordnete ringförmige Hubräume in einem einzigen Aggregat untergebracht sind,

Fig. 2 einen Axialschnitt einer doppeltwirkenden Kolben- Zylinder-Anordnung und

Fig. 3 einen Axialschnitt einer weiteren doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Anordnung entsprechend der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung besteht im wesentlichen aus einem Zylinderteil 1 und dem Kolbenteil 2, welche im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Achse G ausgebildet sind. Innerhalb der zylindrischen Umfangswand 3 des Zylinderteiles 1 sind zwei zylindrische Ringwände 4 und 5 angeordnet, so daß innerhalb des Zylinderteiles 1 zwei ringförmige Hubräume 6 und 7 sowie ein zentraler Hubraum 8 gebildet werden.

Das Kolbenteil 2 besitzt einen zentralen, in den Zylinderraum 8 hineinragenden Plunger 9 sowie zwei ringförmige Plunger 10 und 11, welche in die Hubräume 6 und 7 hineinragen. Zwischen den Plungern 9 bis 11 verbleiben ringförmige Hubräume 12 und 13, in die die Ringwände 4 und 5 plungerartig hineinragen.

Über den Boden bzw. die Ringwände 4 und 5 des Zylinderteiles 1 durchsetzende Kanäle 6′, 7′, 8′, 12′ und 13′ können die Hubräume 6, 7, 8, 12 und 13 mittels nicht dargestellter Umschaltventile weitestgehend drosselfrei unabhängig voneinander mit einer hydraulischen Druckquelle oder einem Hydraulikreservoir verbunden werden. Dementsprechend sucht sich das Kolbenteil 2 relativ zum Zylinderteil 1 mit um so größerer Kraft nach links zu bewegen, je mehr der genannten Hubräume 6 bis 8 sowie 12 und 13 mit der hydraulischen Druckquelle verbunden sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung unter­ scheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Anordnung doppeltwirkend ausgebildet ist. Dabei sind das Zylinderteil 1 und das Kolbenteil 2 jeweils im wesentlichen symmetrisch zu einer mittleren Radialebene ausgebildet.

Am Kolbenteil 2 ist ein seitlicher Fortsatz 14, welcher einen in der Umfangswand 3 des Zylinderteiles 1 angeordneten Schlitz 15 durchsetzt und mit nicht dargestellten Getriebe­ elementen gekuppelt werden kann, auf die der Kolbenhub übertragen werden soll. Wenn alle Hubräume 6 bis 8 sowie 12 und 13 auf der rechten Seite des Kolbenteiles 2 mit der hydraulischen Druckquelle verbunden und die entsprechenden Hub­ räume auf der linken Seite des Kolbenteiles 2 an das Hydraulik­ reservoir angeschlossen sind, so wird das Kolbenteil 2 in Fig. 2 mit einer Maximalkraft nach links gedrängt. Falls die Hubräume 6 bis 8 sowie 12 und 13 auf der rechten Seite nur teilweise mit der Druckquelle kommunizieren, so wird nur eine entsprechende Teilkraft erzeugt. Gegebenenfalls lassen sich Zwischenwerte der Stellkraft erzeugen, indem Hubräume mit unterschiedlichen Querschnitten auf der rechten und linken Seite des Kolbenteiles 2 gleichzeitig mit der Druckquelle verbunden und alle übrigen Hubräume an das Hydraulikreservoir angeschlossen werden.

Auch die in Fig. 3 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung ist doppeltwirkend ausgebildet. Innerhalb des Zylinderteiles 1 ist dabei in herkömmlicher Weise auf der linken Seite des Kolbenteiles 2 ein die Kolbenstange 16 umschließender Hubraum 17 angeordnet, welcher über eine nicht dargestellte Leitung dauernd mit einer hydraulischen Druckquelle in Verbindung steht oder über ein nicht dargestelltes Umschaltventil im wesentlichen drosselfrei entweder mit der hydraulischen Druckquelle oder einem Hydraulikreservoir kommuniziert.

Die rechte Stirnseite des Kolbenteiles 2 ist in prinzipiell gleicher Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Kolbenteil 2 ausgebildet. Entsprechendes gilt auch für den rechten Boden des Zylinderteiles 1 sowie die daran angeordneten Ringwände 4 und 5. Somit werden auf der rechten Seite des Kolbenteiles 2 wiederum Hubräume 6 bis 8 sowie 12 und 13 gebildet, die unabhängig voneinander über nicht dargestellte Umschaltventile, jeweils im wesentlichen drosselfrei, mit dem Hydraulikreservoir oder der hydraulischen Druckquelle verbunden werden können. Insgesamt können bis zu 64 verschiedene Stellkräfte eingestellt werden, wenn alle Kombinationsmöglichkeiten, die zwischen Zylinderteil 1 und Kolbenteil 2 gebildeten Hubräume mit der hydraulischen Druckquelle oder dem Reservoir zu verbinden, genutzt werden.

Die zwischen Zylinderteil 1 und Kolbenteil 2 gebildeten Hub­ räume können jeweils durch Dichtungen abgeschlossen sein, welche zwischen den Ringwänden des Zylinderteiles 1 und den Plungern des Kolbenteiles 2 angeordnet sind.

Gegebenenfalls ist es jedoch auch möglich, auf Dichtungen zu verzichten und die genannten Ringwände und Plunger sehr genau aneinander anzupassen, derart, daß eine Abdichtung der Hubräume allein durch Dichtspalte zwischen den Ringwänden des Zylinderteiles 1 und den Plungern des Kolbenteiles 2 erfolgt. Bei hinreichend großer Überlappung der Ringwände und Plunger können die auftretenden Leckströme vernachlässigt werden.

Die zylinderteilseitigen Ringwände und die kolbenseitigen Plunger müssen sehr genau ineinander fluchten. Um gleichwohl mit relativ großen Fertigungstoleranzen arbeiten zu können, kann es deshalb vorteilhaft sein, wenn die Ringwände und/oder die Plunger am Boden des Zylinderteiles 1 bzw. am Kolbenteil 2 elastisch gehaltert sind, z. B. mittels O-Ringe.

Die Zahl der möglichen Kraftstufen, welche sich mit den Kolben-Zylinder-Anordnungen einstellen lassen, steigt mit der Anzahl der zwischen dem Zylinderteil 1 und dem Kolbenteil 2 gebildeten Druck- bzw. Hubräumen. Um gegebenenfalls den konstruktiven Aufwand für die Kolben-Zylinder-Anordnungen zu begrenzen, kann es vorteilhaft sein, die Kolben-Zylinder- Anordnung mit einer Druckquelle zu kombinieren, welche ständig hydraulisches Medium mit zwei unterschiedlichen Versorgungsdrucken liefern kann. In diesem Falle müssen die Umschaltventile, welche die Druck- bzw. Hubräume mit der Druckquelle bzw. dem Hydraulikreservoir verbinden, eine zusätzliche Schaltstellung aufweisen, so daß wahlweise von dem Hochdruckzweig der Druckquelle auf den Zweig mit geringerem Druck sowie das Hydraulikreservoir umgeschaltet werden kann. Auf diese Weise läßt sich die Zahl der einstell­ baren Kraftstufen der Kolben-Zylinder-Anordnung ganz erheblich erhöhen.

Falls die mit der Kolben-Zylinder-Anordnung einstellbaren Stellkräfte sehr feinstufig unterteilbar sein sollen, kann es notwendig sein, zwischen Zylinderteil 1 und Kolbenteil 2 Druck- bzw. Hubräume mit sehr geringem Querschnitt anzuord­ nen. Wenn diese Räume dann als Ringräume ausgebildet werden, ergibt sich unter Umständen ein sehr geringer Abstand zwischen der Innen- und der Außenumfangswand. In solchen Fällen kann es unter konstruktiven Gesichtspunkten vorteilhaft sein, anstelle eines einzigen Ringraumes, z. B. anstelle des Hub­ raumes 7 in Fig. 1, mehrere Bohrungen mit untereinander gleichen Abständen auf einer Kreislinie bezüglich der Achse G im Zylinderteil 1 (oder im Kolbenteil 2) anzuordnen, in die dann das Kolbenteil 2 (oder das Zylinderteil 1) mit stößel­ artigen Plungern hineinragt.

Gegebenenfalls kann auch einer oder mehrere der Druck- bzw. Hubräume in herkömmlicher Weise über steuerbare Drosselventile mit der Druckquelle sowie dem Hydraulikreservoir verbindbar sein, um in diesen Druck- bzw. Hubräumen einen stufenlosen veränderbaren Druck einstellen zu können. Auf diese Weise kann durch entsprechende Schaltung der übrigen Druck- bzw. Hubräume eine "Grobeinstellung" der Stellkräfte und durch eine Steuerung der Drosselventile des einen Druck- bzw. Hubraumes eine Feineinstellung derselben vorgenommen werden.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Anordnung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise als Abstütz- und Feder­ aggregat für Kraftfahrzeuge.

Dabei liegt ein besonderer Vorzug darin, daß die jeweils eingestellte Abstützkraft praktisch nur davon abhängig ist, welche Hubräume jeweils mit der Druckquelle kommunizieren. Dagegen haben Relativbewegungen zwischen Kolben- und Zylinder­ teil der Kolben-Zylinder-Anordnung auf die jeweilige Stellkraft nur einen vernachlässigbaren Einfluß. Dadurch kann die Steuerung bzw. Regelung des Federungsverhaltens eines entsprechenden Fahrzeuges wesentlich vereinfacht werden. Insbesondere können gesonderte Kraftmesser, die die jeweils zwischen Radaufhängung und Fahrzeugaufbau wirksamen Kräfte wiedergeben, bzw. Differenz­ druckmesser, mit denen die die Kolben-Zylinder-Anordnung in Ausschieberichtung oder in Einschieberichtung beaufschlagenden Druckkräfte gemessen werden können, erübrigt werden.

Des weiteren ist vorteilhaft, daß vergleichsweise wenig Energie benötigt wird.

Da praktisch nur geringe Drosselverluste entstehen, wird nur die für die Bewegungsaufgabe wirklich notwendige Leistung umgesetzt.

Außerdem wird der Leistungsbedarf noch dadurch vermindert, daß durch äußere Kräfte erzeugte Bewegungen der Kolben- Zylinder-Anordnung dazu ausgenutzt werden können, Hydraulik­ medium zum Druckspeicher zu pumpen, d. h. die von äußeren Kräften geleistete Arbeit kann gespeichert werden.

Schließlich ermöglichen die erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder- Anordnungen eine außerordentlich komfortable Federung. Bei plötzlichen Stoßbelastungen entstehen nämlich keine (bzw. keine nennenswerten) Drosselwiderstände, welche einer Verdrängung von hydraulischem Medium aus den Hubräumen der Kolben-Zylin­ der-Anordnung oder einer Zuführung von hydraulischem Medium in die Hubräume entgegenwirken würden. Eine mit den erfindungs­ gemäßen Kolben-Zylinder-Anordnungen realisierte Federung besitzt also ein weiches Ansprechverhalten. Dabei können die jeweils von den Kolben-Zylinder-Anordnungen erzeugten Abstütz­ bzw. Stellkräfte durch Betätigung der Umschaltventile, welche die Hubräume unabhängig voneinander mit der hydraulischen Druckquelle oder dem Hydraulikreservoir verbinden, außeror­ dentlich schnell verändert und dementsprechend den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden.

Claims (11)

1. Hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung mit mehreren Hubräumen, die zur Erzeugung veränderbarer Abstütz- bzw. Stellkräfte mittels Ventilanordnungen mit einer hydraulischen Druckquelle und/oder einem Hydraulikreservoir verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel schaltbare Hubräume (6, 7, 8, 12, 13) mittels im wesentlichen drosselfreier Umschaltventile unabhängig voneinander mit der Druckquelle oder dem Hydraulikreservoir verbindbar sind.

2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein zusätzlicher Hubraum über Drosselventile mit Druckquelle sowie Hydraulikreservoir verbindbar ist, derart, daß der Druck in diesem Hubraum stufenlos zwischen dem Druck der Druckquelle und dem Druck des Reservoirs variierbar ist.

3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Hubraum­ paar angeordnet ist, in dessen Hubräumen der Kolben (2) in einander entgegengesetzten Richtungen beaufschlagbar ist.

4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wirksamen Kolbenflächen in den Hubräumen des Hubraumpaares etwa im Verhältnis 1 : 2 stehen.

5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubräume (6, 7, 8, 12, 13) zumindest teilweise als konzentrische Ringräume ausgebildet sind, in denen jeweils ein ringförmiger Plunger od. dgl. verschiebbar geführt ist.

6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf einer Seite des Kolbenteiles (2) ein einziger Hubraum (17) mit großem Querschnitt und auf der anderen Seite des Kolbenteiles (2) mehrere ringförmige Hubräume (6, 7, 8, 12, 13) konzentrisch zueinander angeordnet sind, in die das Kolbenteil (2) mit an ihm angeordneten ringförmigen Plungern hineinragt.

7. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Plunger und/oder die Wandungen der ringförmigen Hubräume bildende Rohrstücke relativ zueinander winkelbeweglich gehaltert sind.

8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubräume durch Dichtspalte zwischen den Plungern und den Wandungen der Hubräume abgeschlossen sind.

9. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubräume zumindest teilweise durch ringförmig im Zylinderteil (1) angeordnete Bohrungen gebildet werden, in die das Kolbenteil (2) mit entsprechend ringförmig angeordneten Plungerstangen hineinragt.

10. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Verwendung als Feder- bzw. Abstützaggregat zwischen dem Aufbau und den Achsen (Rädern) eines Fahrzeuges.

11. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle zwei unterschiedliche Druckniveaus zu erzeugen gestattet und die Hubräume (6, 7, 8, 12, 13) über die Umschaltventile unabhängig voneinander mit beiden Druckniveaus bzw. dem Hydraulikreservoir verbindbar sind.