DE3840790C1

DE3840790C1 - Self-priming hydro-pneumatic spring strut

Info

Publication number: DE3840790C1
Application number: DE19883840790
Authority: DE
Inventors: Kurt 8000 Muenchen De Schwellenbach
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1988-12-03
Filing date: 1988-12-03
Publication date: 1990-02-22
Anticipated expiration: 2008-12-04

Abstract

Self-priming hydro-pneumatic spring strut with internal level control, in which raising to the level position of the vehicle body is possible without external energy supply even when the vehicle is stationary. For this purpose a pressure reservoir is connected in the end area of the piston rod, which pressure reservoir is connected to the working chamber by way of the hollow space provided between the piston rod and the control sleeve, a stationary level bore arranged in the control sleeve and a recess provided on the outer surface of the pump rod.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstpumpendes hydro pneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung, ins besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem ölgefüllten, unter dem Druck mindestens eines in einer Hochdruckkammer angeordneten und als Feder wirkenden Gaspolsters stehen den Arbeitszylinder, der durch einen von einer hohlen Kolbenstange getragenen Arbeitskolben in zwei Arbeits räume unterteilt wird, mit einer durch die Federbe wegungen angetriebenen und Öl aus einer Niederdruckkammer in den mit der Hochdruckkammer verbundenen Arbeitsraum fördernden Kolbenpumpe, deren Pumpenzylinder durch die hohle Kolbenstange gebildet ist, in die eine am Arbeits zylinder befestigte und an ihrem vorderen Ende ein Saug ventil tragende, in einer Steuerhülse geführte hohle Pumpenstange eintaucht, deren Bohrung mit der Nieder druckkammer verbunden ist, und mit einer in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder verschließbaren Abregelöffnung, die den mit der Hoch druckkammer verbundenen Arbeitsraum mit einem eine Drossel aufweisenden und in die Niederdruckkammer münden den Abregelkanal verbindet.The invention relates to a self-pumping hydro pneumatic shock absorber with internal level control, ins especially for motor vehicles, with an oil-filled, under the pressure of at least one in a high pressure chamber arranged and act as a spring gas cushion the working cylinder through one of a hollow Piston rod carried working piston in two working rooms is divided, with one by the Federbe movements driven and oil from a low pressure chamber in the work space connected to the high pressure chamber Promotional piston pump, the pump cylinder through the Hollow piston rod is formed, one at work cylinder attached and a suction at its front end valve-carrying hollow in a control sleeve Pump rod immersed, the bore with the Nieder pressure chamber is connected, and with one depending from the position of the working piston in the working cylinder lockable regulating opening that corresponds to the high pressure chamber connected workspace with a one Throttle and open into the low pressure chamber connects the control channel.

Es sind bereits selbstpumpende hydropneumatische Feder beine bekannt (z. B. DE-OS 36 30 757), bei denen über die Kolbenpumpe des Federbeines während der Fahrt des Fahr zeuges Öl so lange in den Arbeitszylinder gepumpt wird bis die Niveaulage des Fahrzeuges erreicht ist. Nach Er reichen der Niveaulage gibt der Arbeitszylinder eine Ab regelöffnung frei, so daß unter Zuhilfenahme eines Kurz schlusses ein weiteres Hochregeln des Fahrzeugaufbaues vermieden wird. Bei derartigen Federbeinen ist von Nach teil, daß bei Beladung des Fahrzeuges der Fahrzeugaufbau nicht sofort nach dem Starten des Fahrzeuges auf Niveau lage aufgeregelt wird, sondern die Aufregelung erfolgt über eine gewisse Fahrstrecke, die dazu benötigt wird, daß die Kolbenpumpe genügend Öl in den Arbeitszylinder fördern kann.They are already self-pumping hydropneumatic springs legs known (e.g. DE-OS 36 30 757), in which the Piston pump of the shock absorber while driving as long as the oil is pumped into the cylinder until the vehicle's level is reached. After Er If the working position is sufficient for the level position, rule opening free, so that with the help of a short conclude another upregulation of the vehicle body is avoided. With such struts is from after part that the vehicle body when loading the vehicle not immediately after starting the vehicle at level position is regulated, but the regulation takes place over a certain distance that is required that the piston pump has enough oil in the working cylinder can promote.

Darüber hinaus sind selbstpumpende, hydropneumatische Federbeine (z. B. DE-OS 38 01 167) bekannt, bei denen eine Erhöhung der Niveaulage nach einer Beladung des Fahr zeuges unverzögert eingestellt wird. Das Federbein ist mit drei Leitungsanschlüssen zum Anschluß eines Druck speichers versehen. Zum eigentlichen Aufregeln ist einer der drei Anschlüsse durch die Wandung des Arbeits zylinders in den Arbeitsraum geführt. Nachteilig ist hierbei, daß Abdichtprobleme des Kolbens bei seiner Hauptfunktion, nämlich der Dämpfung, zu befürchten sind, da die Dichtungen im Kolben ständig die Bohrung des Anschlusses über fahren. Darüber hinaus ist es notwendig, den Kolben zur einen Seite hin zu verlängern, so daß im aufgeregelten Zustand die Bohrung geschlossen bleibt, damit kein weiterer Druck das Federbein weiter aufregelt. Ein der artig axial sich erstreckender Kolben beeinträchtigt den Hub des Dämpfungskolbens wie auch die Baulänge, so daß eine Funktionsbeeinflussung nicht auszuschließen ist.In addition, they are self-pumping, hydropneumatic Shocks (e.g. DE-OS 38 01 167) known, in which one Increasing the level after loading the vehicle stuff is set without delay. The strut is with three line connections for connecting a pressure memory. For the actual adjustment is one of the three connections through the wall of the work cylinders into the work area. The disadvantage is here that sealing problems of the piston with its Main function, namely damping, are to be feared, since the seals in the piston constantly over the bore of the connection drive. In addition, it is necessary to use the piston to extend one side so that in the excited Condition the hole remains closed so that none further pressure further regulates the shock absorber. One of the like axially extending piston affects the Stroke of the damping piston as well as the overall length, so that an influence on the function cannot be excluded.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Federbein mit innerer Niveauregelung so weiterzubilden, daß ohne äußere Fremd energiezufuhr bereits bei stehendem Fahrzeug ein Auf regeln auf Niveaulage des Fahrzeugaufbaues möglich ist.The object of the invention is a shock absorber with an inner Develop level control so that without external outside Energy supply is already on when the vehicle is stationary control on the level of the vehicle body is possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Endbereich der Kolbenstange ein Druckspeicher an geschlossen ist, der über den zwischen der Kolbenstange und der Steuerhülse vorgesehenen Hohlraum, eine in der Steuerhülse angeordnete Standniveaubohrung und eine auf der Außenfläche der Pumpenstange vorgesehene Ausnehmung mit dem Arbeitsraum verbunden ist.To achieve this object, the invention provides that a pressure accumulator in the end region of the piston rod is closed over the between the piston rod and the control sleeve provided cavity, one in the Control sleeve arranged level hole and one on recess provided on the outer surface of the pump rod is connected to the work area.

Bei dieser Ausbildung ist von Vorteil, daß durch den Druckspeicher die Möglichkeit besteht, Öl bei stehendem Fahrzeug in den Arbeitsraum zu befördern. Der Druck speicher ist im Gegensatz zur Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer mit einem höheren Druck beaufschlagt. Taucht die Kolbenstange auf Grund der Fahrzeugbeladung im Stand des Fahrzeuges in das Federbein ein, so wird ein Bypaßsystem zwischen dem Druckspeicher und der Hochdruck kammer über die Standniveaubohrung und die Ausnehmung geöffnet.This training has the advantage that Pressure accumulator there is the possibility of oil when standing To transport the vehicle into the work area. The pressure in contrast to the high pressure chamber and the Low pressure chamber with a higher pressure. Immerses the piston rod in the vehicle due to the vehicle load If the vehicle is in the strut, it will be a Bypass system between the pressure accumulator and the high pressure chamber over the level hole and the recess open.

Bei der Fahrzeugentladung kann sich der Druckunterschied zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer über die Abregelöffnung ausgleichen. Diese Vorgänge in einem selbstpumpenden hydropneumatischen Federbein können unabhängig von einer externen Pumpe das Fahrzeug bei Zu ladung im Stand auf die Niveaulage bringen.When the vehicle is unloaded, the pressure difference can change between the high pressure chamber and the low pressure chamber Compensate via the regulating opening. These operations in a self-pumping hydropneumatic shock absorber regardless of an external pump, the vehicle is closed Bring the load to the level position while standing.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Arbeitsraum und dem Hohlraum oder zwischen dem Pumpenzylinder und dem Hohlraum oder zwischen der Niederdruckkammer und dem Pumpenzylinder ein Überdruckventil angeordnet. Dieses Überdruckventil gewährleistet einen definierten Maximaldruck im Druck speicher.According to an embodiment of the Invention is between the work space and the cavity or between the pump cylinder and the cavity or between the low pressure chamber and the pump cylinder Pressure relief valve arranged. This pressure relief valve ensures a defined maximum pressure in the print Storage.

Nach einem weiteren Merkmal ist vorgesehen, daß in einem Einstich der Pumpenstange eine eingelegte Dichtung vorgesehen ist. Diese Dichtung dient der ein wandfreien Abdichtung der Standniveaubohrungen gegenüber dem Arbeitsraum nach Erreichen der Fahrzeuglage.According to another feature, that an inserted in a puncture of the pump rod Seal is provided. This seal serves the one wall-free sealing of the level holes the work area after reaching the vehicle position.

In weiterer Ausgestaltung läßt sich der Druckspeicher über eine Verbindungsleitung extern anordnen. In a further embodiment, the pressure accumulator Arrange externally via a connecting line.

Nach einer besonders fertigungsgünstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß als Ausnehmung die Außenfläche der Pumpenstange abgeflacht ausgebildet ist.According to a particularly favorable embodiment it is provided that the outer surface of the Pump rod is flattened.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtPreferred embodiments of the invention are in the Drawings explained in more detail. It shows

Fig. 1 ein Federbein mit innerer Niveauregelung im Schnitt, Fig. 1 shows a spring strut with internal level control in section,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform im Prinzip wie in Fig. 1, jedoch mit einem anderen Überdruckventil, Fig. 2 shows another embodiment in the principle as in Fig. 1, but with a different pressure relief valve,

Fig. 3 ein in Fig. 2 dargestelltes Überdruckventil als Einzelheit im Schnitt. Fig. 3 is a pressure relief valve shown in Fig. 2 as a detail in section.

Das in Fig. 1 dargestellte Federbein mit innerer Niveau regelung für Kraftfahrzeuge besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 24 des Federbeines, in dem ein Arbeitskolben 12 am Ende einer Kolbenstange 3 gleitet. Der Arbeitszylinder 24 ist auf der einen Seite durch einen Boden und auf der anderen Seite durch einen Deckel abgeschlossen, durch den die Kolbenstange 3 abgedichtet nach außen tritt. Der Boden und die Kolbenstange 3 sind mittels Befestigungsvorrichtungen am Aufbau des Fahr zeuges und der Achse des Fahrzeuges in nicht darge stellter Weise befestigt. Der Arbeitszylinder 24 ist von einer ringförmigen, zum Teil mit Öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichskammer umgeben, die durch eine Zwischenwand in eine Hochdruckkammer 10, 11 und eine Niederdruckkammer 17 unterteilt ist. Die Hochdruckkammer 10, 11 ist durch eine Membran in einen Ölraum 11 und einen Gasraum 10 getrennt. In der Niederdruckkammer 17 sind Öl und ein Niederdruckgaspolster nicht voneinander getrennt. Im völlig abgeregelten, das heißt im nicht hochgepumpten Zu stand herrscht in der Niederdruckkammer 17 gleicher Druck wie in der Hochdruckkammer 10, 11. The shock absorber shown in Fig. 1 with internal level control for motor vehicles consists essentially of the working cylinder 24 of the shock absorber, in which a working piston 12 slides at the end of a piston rod 3 . The working cylinder 24 is closed on one side by a base and on the other side by a cover through which the piston rod 3 exits in a sealed manner. The bottom and the piston rod 3 are attached by means of fastening devices to the structure of the vehicle and the axis of the vehicle in a manner not shown Darge. The working cylinder 24 is surrounded by an annular compensation chamber, partly filled with oil and partly with gas, which is divided by an intermediate wall into a high-pressure chamber 10, 11 and a low-pressure chamber 17 . The high-pressure chamber 10, 11 is separated by a membrane into an oil space 11 and a gas space 10 . Oil and a low-pressure gas cushion are not separated from one another in the low-pressure chamber 17 . In the fully regulated, that is to say not pumped up, the same pressure prevails in the low-pressure chamber 17 as in the high-pressure chamber 10, 11 .

Der untere Arbeitsraum 22 b zwischen dem Arbeitskolben 12 und dem Deckel steht mit dem Ölraum 11 der Hochdruckkammer 10, 11 über die Bohrung 25, den stirnseitig zwischen Arbeitskolben 12 und dem Boden angeordneten Arbeitsraum 22 a und über Ventile des Arbeitskolbens 12 mit dem Arbeitsraum 22 b des Arbeitszylinders 24 in Verbindung.The lower working chamber 22 b between the working piston 12 and the cover is with the oil chamber 11 of the high pressure chamber 10, 11 through the bore 25 , the working chamber 22 a arranged on the end face between the working piston 12 and the bottom and via valves of the working piston 12 with the working chamber 22 b of the working cylinder 24 in connection.

Am Boden ist eine Pumpenstange 8 befestigt, die zusammen mit einem durch die im Hohlraum der Kolbenstange 3 befindliche Steuerhülse 4 geschaffenen Pumpenzylinder 5 eine Ölpumpe 8, 4 bildet. Die durch Fahrbahnunebenheiten hervorgerufenen Bewegungen des Fahrzeugrades und der an ihm befestigten Kolbenstange 3 betätigen diese Ölpumpe 8, 4, die ständig Öl, gesteuert durch das Saugventil 6, aus der Niederdruck kammer 17 ansaugt und über das Druckventil 2, den Hohlraum 21 und das Überdruckventil 15 in den Arbeitszylinder 24 fördert. Da durch werden der Arbeitskolben 12 und die Kolbenstange 3 mit der Steuerhülse 4 so lange auswärts geschoben, bis die Abregelöffnung 14 der Pumpenstange 8 eine Verbindung zwischen dem mit Hochdruck beaufschlagten Arbeitsraum 22 a und dem Niederdruckraum 17 freigibt, so daß die Abregelfunktion einsetzt.A pump rod 8 is fastened to the bottom and, together with a pump cylinder 5 created by the control sleeve 4 located in the cavity of the piston rod 3 , forms an oil pump 8, 4 . The movements of the vehicle wheel and the piston rod 3 attached to it caused by bumps in the road actuate this oil pump 8, 4 , which constantly sucks oil, controlled by the suction valve 6 , from the low pressure chamber 17 and via the pressure valve 2 , the cavity 21 and the pressure relief valve 15 promotes in the working cylinder 24 . Since the working piston 12 and the piston rod 3 are pushed out with the control sleeve 4 until the regulating opening 14 of the pump rod 8 releases a connection between the high-pressure working chamber 22 a and the low-pressure chamber 17 , so that the regulating function begins.

Der Druckspeicher 1 ist an der Kolbenstange 3 ange schlossen und stellt eine Strömungsverbindung zum Hohl raum 21 her. Der mit Hochdruck versehene Druckspeicher 1 fördert Öl über den Hohlraum 21, die Standniveaubohrungen 9 und die Ausnehmung 16 in den Arbeitsraum 22 a. Dabei wird im Stand des Fahrzeuges der Arbeitskolben 12 soweit aus geschoben, bis die Dichtung 23 die Verbindung zwischen den Standniveaubohrungen 9 und dem Arbeitsraum 22 a verschließt.The pressure accumulator 1 is connected to the piston rod 3 and creates a flow connection to the cavity 21 . The high-pressure accumulator 1 delivers oil through the cavity 21 , the level holes 9 and the recess 16 in the working space 22 a . In the state of the vehicle, the working piston 12 is pushed out until the seal 23 closes the connection between the standard level bores 9 and the working space 22 a .

Bei einem anschließenden Fahren des Fahr zeuges wird durch Hubbewegung Öl aus dem Niederdruckraum 17 über das Saugrohr 18, die hohle Pumpenstange 8, das Saugventil 6 und das Druckventil 2 in den Druckspeicher 1 gefördert. Hierbei wird der Druckspeicher 1 neu aufge laden. Wird der Druckunterschied zwischen dem Druck speicher 1 und der Hochdruckkammer 10, 11 zu groß, so öffnet sich das Überdruckventil 15. During a subsequent driving of the vehicle, oil is conveyed from the low-pressure chamber 17 via the suction pipe 18 , the hollow pump rod 8 , the suction valve 6 and the pressure valve 2 into the pressure accumulator 1 by lifting movement. Here, the accumulator 1 is reloaded. If the pressure difference between the pressure accumulator 1 and the high pressure chamber 10, 11 is too large, the pressure relief valve 15 opens.

Bei einer Fahrzeugentladung wird der Arbeitskolben 12 noch weiter ausgeschoben und der Druckunterschied zwischen der Hochdruckkammer 10, 11 und dem Niederdruck raum 17 kann über die Abregelöffnung 14 ausgeglichen werden. Der Druckspeicher 1 fördert so lange Öl über das Überdruckventil 15 in die Hochdruckkammer 10, 11 bis die ursprünglichen Druckverhältnisse erreicht sind.When the vehicle is unloaded, the working piston 12 is pushed out even further and the pressure difference between the high-pressure chamber 10, 11 and the low-pressure chamber 17 can be compensated for via the regulating opening 14 . The pressure accumulator 1 delivers oil via the pressure relief valve 15 into the high pressure chamber 10, 11 until the original pressure conditions are reached.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Federbeines gezeigt, welches im Prinzip dem in Fig. 1 entspricht. Der Unterschied besteht darin, daß das Über druckventil 15 in der Steuerhülse 4 angeordnet ist. Das Überdruckventil 15 ist dabei in der Strömungsverbindung zwischen Pumpenzylinder 5 und dem Hohlraum 21 angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform fördert der mit Hochdruck versehene Druckspeicher 1 Öl über den Hohlraum 21, die Standniveaubohrungen 9 und die Ausnehmung 16 in den Arbeits raum 22 a. Im Stand wird der Arbeitskolben 12 ausge schoben. Während der Fahrt wird durch die Hubbewegung Öl aus dem Niederdruckraum 17 in den Druckspeicher 1 ge fördert. Nach erfolgter Aufladung des Druckspeichers 1 öffnet das Überdruckventil 15, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Druckspeicher 1 und dem Pumpenzylinder 5 er folgen kann. FIG. 2 shows a further embodiment of a shock absorber, which in principle corresponds to that in FIG. 1. The difference is that the pressure valve 15 is arranged in the control sleeve 4 . The pressure relief valve 15 is arranged in the flow connection between the pump cylinder 5 and the cavity 21 . Also in this embodiment, the high-pressure accumulator 1 promotes oil through the cavity 21 , the level holes 9 and the recess 16 in the working space 22 a . In the state, the working piston 12 is pushed out. During the journey, oil is conveyed from the low-pressure chamber 17 into the pressure accumulator 1 by the lifting movement. After the pressure accumulator 1 has been charged, the pressure relief valve 15 opens, so that pressure equalization between the pressure accumulator 1 and the pump cylinder 5 can follow it.

Nicht dargestellt ist eine weitere Ausführung des Feder beins, in der das Überdruckventil 15 in der Pumpenstange 8 angeordnet ist. Die Funktion ist der in Fig. 2 darge stellten Version ähnlich. Bei erfolgter Aufladung des Druckspeichers 1 öffnet das Überdruckventil 15, so daß ein Druckausgleich zwischen Pumpenzylinder 5 und Nieder druckkammer 17 erfolgen kann. Der Aufbau des Überdruck ventils 15 ist in Fig. 3 dargestellt.Not shown is another embodiment of the spring leg, in which the pressure relief valve 15 is arranged in the pump rod 8 . The function is similar to that shown in Fig. 2 Darge version. When the pressure accumulator 1 has been charged, the pressure relief valve 15 opens, so that pressure equalization between the pump cylinder 5 and the low pressure chamber 17 can take place. The structure of the pressure relief valve 15 is shown in Fig. 3.

In Fig. 3 ist als Einzelheit das Überdruckventil 15 dar gestellt. In der Steuerhülse 4 (Pumpenstange 8) ist ein Element 26 abgedichtet angeordnet, so daß über einen ersten Kanal 27 das Druckventil 2 (Saugventil 6) und einen zweiten Kanal 28 in umgekehrter Richtung das Über druckventil 15 beaufschlagt werden kann. Das Überdruck ventil 15 besteht im einzelnen aus einem Ventilsitz 29, und einer durch eine Feder 30 beaufschlagten Ventilplatte 31.In Fig. 3, the pressure relief valve 15 is provided as a detail. In the control sleeve 4 (pump rod 8 ), an element 26 is arranged in a sealed manner, so that the pressure valve 2 (suction valve 6 ) and a second channel 28 in the opposite direction can be acted upon by the pressure valve 15 via a first channel 27 . The pressure relief valve 15 consists in detail of a valve seat 29 , and a valve plate 31 acted upon by a spring 30 .

Claims

1. Self-pumping hydropneumatic shock absorber with internal level control, in particular for motor vehicles, with an oil-filled working cylinder under the pressure of at least one gas cushion arranged in a high-pressure chamber and acting as a spring, which is divided into two working spaces by a working piston carried by a hollow piston is, with a piston pump driven by the spring movements and oil from a low-pressure chamber into the work space connected to the high-pressure chamber, the pump cylinder of which is formed by the hollow piston rod, into which is attached to the working cylinder and carries a suction valve at its front end, in a control sleeve ge led, hollow pump rod immersed, the bore of which is connected to the low-pressure chamber and with a closable opening depending on the position of the working piston in the working cylinder, the working space connected to the high-pressure chamber with a throttle and in the low pressure chamber opening regulating channel connects, characterized in that in the end region of the piston rod ( 3 ) a pressure accumulator ( 1 ) is connected, which is provided via the between the piston rod ( 3 ) and the control sleeve ( 4 ) see cavity ( 21 ), a in the control sleeve ( 4 ) arranged level bore ( 9 ) and on the outer surface of the pump rod ( 8 ) provided recess ( 16 ) is connected to the working space ( 22 ).

2. Suspension strut according to claim 1, characterized in that a pressure relief valve ( 15 ) is arranged between the working space ( 22 ) and the cavity ( 21 ).

3. A strut according to claim 1, characterized in that a pressure relief valve ( 15 ) is arranged between the pump cylinder ( 5 ) and the cavity ( 21 ).

4. A strut according to claim 1, characterized in that a pressure relief valve ( 15 ) is arranged between the low pressure chamber ( 17 ) and the pump cylinder ( 5 ).

5. A strut according to claim 1, characterized in that an inserted seal ( 23 ) is provided in a puncture of the pump rod ( 8 ).

6. Strut according to claim 1, characterized in that the pressure accumulator ( 1 ) is arranged externally via a connecting line ( Fig. 1).

7. A strut according to claim 1, characterized in that the recess ( 16 ), the outer surface of the pump rod ( 8 ) is flattened.