DE3934385A1 - Hydropneumatisches federungssystem - Google Patents
Hydropneumatisches federungssystemInfo
- Publication number
- DE3934385A1 DE3934385A1 DE19893934385 DE3934385A DE3934385A1 DE 3934385 A1 DE3934385 A1 DE 3934385A1 DE 19893934385 DE19893934385 DE 19893934385 DE 3934385 A DE3934385 A DE 3934385A DE 3934385 A1 DE3934385 A1 DE 3934385A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- piston
- gas spring
- cylinder
- suspension system
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B60G17/005—Suspension locking arrangements
-
- 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
- B60G17/033—Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means characterised by regulating means acting on more than one spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
- F16F9/064—Units characterised by the location or shape of the expansion chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/10—Type of spring
- B60G2202/15—Fluid spring
- B60G2202/154—Fluid spring with an accumulator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/20—Type of damper
- B60G2202/24—Fluid damper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2202/00—Indexing codes relating to the type of spring, damper or actuator
- B60G2202/30—Spring/Damper and/or actuator Units
- B60G2202/32—The spring being in series with the damper and/or actuator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
- B60G2500/10—Damping action or damper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
- B60G2500/20—Spring action or springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G2500/00—Indexing codes relating to the regulated action or device
- B60G2500/30—Height or ground clearance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydropneumatisches
Federungssystem mit mindestens einer hydraulisch auf einen
Gasfederspeicher wirkenden Kolbenzylinderanordnung.
Bei derartigen Federungssystemen wird bei Bewegungen einer
zu federnden Masse ein Kolben in einem Zylinder bewegt, wo
durch ein hydraulisches Medium in Strömung versetzt wird,
welches auf einen eine pneumatische Feder bildenden Gasfe
derspeicher wirkt. Der Gasfederspeicher besteht üblicher
weise aus einem Ausgleichsraum zur Aufnahme des verdrängten
Hydraulikmediums sowie einer mit einem kompressiblen Medium
gefüllten Gasfederkammer, die über einen schwimmend gela
gerten Trennkolben von dem Ausgleichsraum getrennt ist.
Der Druck bzw. die Federkraft des Gasfederspeichers ist
über den Kolbenweg der Kolbenzylinderanordnung nicht kon
stant, sondern nimmt bei der Einfederung zu und beim Aus
federn ab, da das Produkt Druck mal Volumen stets konstant
ist. Für ein Belastungsverhältnis der Kolbenzylinderanord
nung zwischen Leerlast und Vollast von z. B. 1 : 10 würde
dies bedeuten, daß das Gasvolumen in dem Gasfederspeicher
auf 1/10 zusammengedrückt werden müßte, wozu aber der er
forderliche Verschiebeweg des Trennkolbens sehr groß würde.
Es sind Kolbenzylinderanordnungen bekannt, bei denen der
Gasfederspeicher intern angeordnet ist. Bei diesen Kolben
zylinderanordnungen ist dann von Nachteil, daß der lange
Verschiebeweg des Trennkolbens auch zu einer sehr langen
Bauform der gesamten Kolbenzylinderanordnung führt. Lange
Bauformen führen aber insbesondere in Kraftfahrzeugen auf
grund der hier sehr beengten Platzverhältnisse oftmals zu
Problemen. Da zudem die Tragkraft des Gasfederspeichers
für die größtmögliche Belastung ausgelegt werden muß, muß
entweder der pneumatische Druck innerhalb des Gasfeder
speichers oder aber die wirksam beaufschlagte Fläche des
Kolbens der Kolbenzylinderanordnung sehr groß ausgelegt
werden, wobei nachteiligerweise ein hoher Druck zu Abdich
tungsproblemen und eine große Kolbenfläche wiederum zu
einer großen Bauform der Kolbenzylinderanordnung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gat
tungsgemäße Federungssystem so zu verbessern, daß die
geschilderten Probleme beseitigt werden, so daß innerhalb
des Federungssystems nur verhältnismäßig geringe Drücke
auftreten und die Kolbenzylinderanordnung mit geringer
Baugröße ausgebildet werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß dem Gasfe
derspeicher mindestens ein weiterer Gasfederspeicher paral
lelgeschaltet ist. Dabei sind die Gasfederspeicher vor
zugsweise derart ausgebildet bzw. stehen unter einem der
artigen Vorspanndruck, daß sie in unterschiedlichen, sich
vorzugsweise geringfügig überlappenden Druckbereichen wirk
sam sind. In einer bevorzugten Ausführung des erfindungs
gemäßen Federungssystems sind für jede Kolbenzylinderanord
nung zwei Gasfederspeicher vorhanden, von denen der eine
intern, innerhalb der Kolbenzylinderanordnung und der
andere extern, an einem Anschluß der Kolbenzylinderanord
nung angeschlossen angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Parallelschaltung der Gasfeder
speicher ist es nunmehr möglich, das hydropneumatische
Federungssystem auch mit extremen Lastverhältnissen zwi
schen Leerlast und Vollast von beispielsweise mehr als
1 : 10 zu beaufschlagen, ohne daß extrem große Federwege
der Kolbenzylinderanordnung auftreten. Hierdurch kann
insgesamt gesehen die Bauform der Kolbenzylinderanordnung
klein gehalten werden. Die genaue Wirkungsweise des erfin
dungsgemäßen Federungssystems mit parallel geschalteten
Gasfederspeichern sowie weitere Vorteile ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
von Unteransprüchen.
Anhand der Zeichnung soll im folgenden die Erfindung bei
spielhaft näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer hydraulischen
Schaltung eines erfindungsgemäßen Federungs
systems mit zwei Kolbenzylinderanordnungen,
Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 leicht vergrößerte Dar
stellung der beiden Kolbenzylinderanordnungen
mit einer Druckausgleichsverbindung,
Fig. 3 eine Darstellung analog zu Fig. 1 mit Darstel
lung der Druckausgleichsverbindung sowie eines
in dieser Verbindung angeordneten Sperrventils
und
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung einer möglichen Alter
native einer hydraulischen Schaltung des erfin
dungsgemäßen Federungssystems.
In den verschiedenen Zeichnungsfiguren sind gleiche Teile
und Komponenten stets mit den gleichen Bezugsziffern be
zeichnet.
Zunächst soll der konstruktive Aufbau einer bevorzugt in
dem erfindungsgemäßen Federungssystem eingesetzten Kolben
zylinderanordnung 2 anhand der Fig. 2 erläutert werden,
wobei der Einfachheit halber nur eine der beiden darge
stellten, vorzugsweise identischen Kolbenzylinderanord
nungen 2 mit Bezugsziffern versehen ist.
Die erfindungsgemäße Kolbenzylinderanordnung 2 besteht aus
einem Zylinder 4, der einendig einen Zylinderkopf 6 auf
weist und anderendig offen ausgebildet ist. Der Zylinder 4
ist im Bereich des Zylinderkopfes 6 beispielsweise an einem
in Fig. 2 nur angedeuteten Rahmenteil 8 z. B. eines Kraft
fahrzeuges oder an einer beliebigen anderen "gefederten
Masse" befestigbar. Innerhalb des Zylinders 4 ist koaxial
zu diesem ein Innenrohr 10 angeordnet. Dieses Innenrohr 10
ist einendig am Zylinderkopf 6 befestigt und erstreckt sich
anderendig etwa bis in den Bereich des offenen Endes des
Zylinders 4, im dargestellten Beispiel allerdings noch
etwas darüber hinaus.
Zwischen dem Zylinder 4 und dem Innenrohr 10 ist folglich
ein Zylinder-Ringraum 12 gebildet. In diesem Ringraum 12
zwischen dem Zylinder 4 und dem Innenrohr 10 ist ein Ring
kolben 14 axialbeweglich geführt. Dieser Ringkolben 14
unterteilt den Ringraum 12 in eine dem Zylinderkopf 6 zu
gekehrte, obere Ringkammer 16 und eine dem Zylinderkopf 6
abgekehrte, untere Ringkammer 18. Der Ringkolben 14 ist
mit einer hohlzylindrischen, abgedichtet aus dem offenen
Ende des Zylinders 4 nach außen geführten Kolbenstange 20
verbunden. Die Kolbenstange 20 besitzt an ihrem aus dem
Zylinder 4 ragenden Ende ein Befestigungselement 22, mit
dem die Kolbenzylinderanordnung 2 beispielsweise mit einem
in der Zeichnung strichpunktiert angedeuteten Kfz-Rad 24
oder einer anderen "ungefederten Masse" verbindbar ist.
Vorzugsweise ist innerhalb des Innenrohrs 10 ein Gasfeder
speicher 25 angeordnet, der im folgenden mit "interner Gas
federspeicher" bezeichnet wird. Innerhalb des Innenrohrs
10 ist dabei ein Trennkolben 26 freibeweglich "schwimmend"
geführt, wobei dieser Trennkolben 26 einen Ausgleichsraum
28 von einer mit einem kompressiblen Medium gefüllten Gas
federkammer 30 trennt. Die beiden Zylinder-Ringkammern 16
und 18 sowie der Ausgleichsraum 28 sind jeweils mit einem
hydraulischen Medium gefüllt, wobei der Ausgleichsraum 28
mit mindestens einer der Ringkammern 16, 18 hydraulisch
verbunden ist.
Erfindungsgemäß ist die Gasfederkammer 30 des internen Gas
federspeichers 25 auf der dem Zylinderkopf 6 zugekehrten
Seite des Trennkolbens 26 angeordnet. Dementsprechend
befindet sich der Ausgleichsraum 28 auf der gegenüberlie
genden, dem Zylinderkopf 6 abgekehrten Seite des Trenn
kolbens 26. Vorzugsweise im Bereich des Zylinderkopfes 6
besitzt der Zylinder 4 erfindungsgemäß einen in die Gas
federkammer 30 mündenden Steueranschluß 32. Dieser Steuer
anschluß 32 ist über eine nicht dargestellte Leitungsver
bindung mit einer ebenfalls nicht gezeigten Gasdruck-Ein
stelleinrichtung verbindbar. Das Innenrohr 10 ist vorteil
hafterweise an seinem dem Zylinderkopf 6 abgekehrten Ende
über einen geschlossenen Boden 34 druckdicht geschlossen
und in diesem Bereich über eine Umfangsdichtung 36 gegen
die Innenwandung der Kolbenstange 20 abgedichtet. Hier
durch ist im sich axial über das Innenrohr 10 hinaus er
streckenden Bereich der Kolbenstange 20 eine durch Fede
rungsbewegungen volumenveränderliche Kammer 38 gebildet,
die vorzugsweise über mindestens eine am Ende der Kolben
stange 20 angeordnete Lüftungsöffnung 40 be- und entlüftet
ist. Ohne diese Lüftungsöffnung(en) 40 wäre innerhalb der
Kammer 38 eine zusätzliche Gasfeder gebildet, was grund
sätzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls
möglich ist.
Zum Anschluß von externen Leitungsverbindungen 42, die
beispielsweise die beiden Ringkammern 16 und 18 über ein
einstellbares Dämpfungsventil 44 verbinden, besitzt der
Zylinder 4 vorzugsweise im Bereich des Zylinderkopfes 6
eine in die obere Ringkammer 16 mündende Anschlußöffnung 46
sowie im dem Zylinderkopf 6 abgekehrten Endbereich seiner
Zylinderwandung eine in die untere Ringkammer 18 mündende
Anschlußöffnung 48.
In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform der Kol
benzylinderanordnung 2 ist die Kolbenstange 20 erfindungs
gemäß derart im Ringraum 12 zwischen dem Zylinder 4 und dem
Innenrohr 10 koaxial zu diesen angeordnet, daß die dem
Zylinderkopf 6 abgekehrte, untere Ringkammer 18 von der
Wandung der Kolbenstange 20 in eine zwischen dieser und
dem Innenrohr 10 liegende, innere Ringkammer 18a und eine
zwischen der Kolbenstange 20 und dem Zylinder 4 angeordne
te, äußere Ringkammer 18b unterteilt ist, wobei die Kolben
stange 20 in der Nähe des Ringkolbens 14 mindestens eine
die innere Ringkammer 18a mit der äußeren Ringkammer 18b
verbindende Strömungsöffnung 50 sowie das Innenrohr 10 in
seinem dem Zylinderkopf 6 abgekehrten Endbereich mindestens
eine die innere Ringkammer 18a mit dem Ausgleichsraum 28
verbindende Strömungspassage 52 aufweisen. Dies bedeutet,
daß bei dieser Ausführungsform die Anschlußöffnung 48 der
unteren Ringkammer 18 in deren äußere Ringkammer 18b mün
det. Erfindungsgemäß ist somit der Ausgleichsraum 28
einerseits unmittelbar über die Strömungspassage(n) 52 mit
der unteren Ringkammer 18 bzw. deren inneren Ringkammer 18a
sowie auch mittelbar über die Strömungsöffnung(en) 50, die
äußere Ringkammer 18b, die Anschlußöffnung 48, die Lei
tungsverbindung 42, gegebenenfalls das Dämpfungsventil 44
sowie die Anschlußöffnung 46 auch mit der oberen Ringkammer
16 verbunden. Dabei wird folglich die Verbindung des Aus
gleichsraums 28 nach außen erfindungsgemäß durch einen
axialen Versatz der Strömungsöffnung(en) 50 gegenüber der
Anschlußöffnung 48 und der Strömungspassage 52 erreicht.
Es ist vorteilhaft, wenn innerhalb der Gasfederkammer 30
ein Endanschlag für den Trennkolben 26 insbesondere durch
eine innere Ringstufe 54 des Innenrohrs 10 derart gebildet
ist, daß die axiale Bewegung des Trennkolbens 26 in Rich
tung des Zylinderkopfes 6 auf einen bestimmten, ein Min
destvolumen der Gasfederkammer 30 gewährleistenden Abstand
von dem Zylinderkopf 6 begrenzt ist. Diese Ausgestaltung
ist insofern von Vorteil, als ja das in der Gasfederkammer
30 enthaltene kompressible Medium nur begrenzt komprimiert
werden kann. Zudem begrenzt dieser Endanschlag auch die
maximale Einfederungsbewegung des Kolbens 14 über das
inkompressible, hydraulische Medium.
Die Abdichtung der hohlen Kolbenstange 20 nach außen wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen der Kolben
stange 20 und dem Zylinder 4 eine äußere Umfangsdichtung 56
sowie zwischen der Kolbenstange 20 und dem Innenrohr 10 die
oben bereits erwähnte innere Umfangsdichtung 36 jeweils
unter dichtender Anlage angeordnet sind. Der Ringkolben 14
ist über eine innere Umfangsdichtung 58 gegen das Innenrohr
10 sowie über eine äußere Umfangsdichtung 60 gegen den
Zylinder 4 abgedichtet.
Der Trennkolben 26 ist über mindestens eine Umfangsdichtung
59 gegen die Innenwandung des Innenrohrs 10 abgedichtet.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Trennkolben 26 topf-
oder becherförmig mit einer axialen, in Richtung der Gas
federkammer 30 offenen Vertiefung 61 ausgebildet ist, da
sich hierdurch das Gesamtvolumen der Gasfederkammer 30 ver
größert, ohne die Kolbenzylinderanordnung 2 selbst vergrö
ßern zu müssen. Zudem stellt die Vertiefung 61 stets -
auch ohne den oben beschriebenen Anschlag - ein Mindest-
Restvolumen der Gasfederkammer 30 beim vollständigen Einfe
dern sicher.
Im übrigen ist die Kolbenzylindereinheit 2 auch bereits
Gegenstand der älteren Anmeldung P 39 25 519.0, auf deren
Inhalt an dieser Stelle in vollem Umfang Bezug genommen
wird.
Erfindungsgemäß ist nun dem internen Gasfederspeicher 25
ein weiterer, vorzugsweise externer Gasfederspeicher 62
parallelgeschaltet, der in zu dem internen Gasfederspeicher
25 analoger Weise einen hydraulisch mit der Kolbenzylinder
anordnung 2 verbundenen Ausgleichsraum 64, eine Gasfeder
kammer 66 sowie einen zwischen diesen schwimmend angeordne
ten Trennkolben 68 aufweist, wobei diese Elemente in einem
beispielsweise zylindrischen Gehäuse 70 untergebracht sind
(nur in Fig. 1, rechte Seite dargestellt). Hierbei gilt
bezüglich des Anschlages sowie der Ausgestaltung des Trenn
kolbens 68 analog das oben zu dem internen Gasfederspeicher
25 gesagte, so daß auch hier im Endanschlag die Gasfeder
kammer 66 vorteilhafterweise noch ein bestimmtes Restvolu
men besitzt.
Der externe Gasfederspeicher 62 bzw. dessen Ausgleichsraum
64 ist vorzugsweise an der Anschlußöffnung 48 der unteren
Ringkammer 18 der Kolbenzylinderanordnung 2 angeschlossen.
Da auch der Ausgleichsraum 28 des internen Gasfederspei
chers 25 mit der unteren Ringkammer 18 verbunden ist, und
zwar über die Strömungspassage 52, sind folglich die beiden
Gasfederspeicher 25 und 62 parallel, d. h. "nebeneinander",
geschaltet, so daß der pneumatische Druck beider Gasfeder
speicher 25 und 62 über die untere Ringkammer 18, das
externe Dämpfungsventil 44 und die obere Ringkammer 16 auf
den Ringkolben 14 wirkt. Ebenso wird bei der Kolbenbewe
gung auch Hydraulikmedium in beide Gasfederspeicher ver
drängt bzw. beiden Gasfederspeichern entzogen.
Die Gasfederspeicher 25 und 62 sind erfindungsgemäß in
unterschiedlichen, sich vorzugsweise geringfügig überlap
penden Druckbereichen wirksam. Insbesondere arbeitet der
interne Gasfederspeicher 25 in einem oberen Druckbereich,
während der externe Gasfederspeicher 62 von Leerlast bis zu
einem mittleren Druck arbeitet. Beispielsweise ist der
pneumatische Fülldruck des internen Gasfederspeichers 25
derart, daß der Trennkolben 26 bis zu einer Belastung der
Kolbenzylinderanordnung 2 von bis zu 1,5 t bedingt durch
den Gasdruck in einer Ruhestellung an dem Boden 34 des
Innenrohrs 10 anliegt. Demgegenüber sind das Aufnahme
volumen des Ausgleichsraums 64 sowie der Gasdruck des
externen Gasfederspeichers 62 derart dimensioniert, daß
dieser externe Gasfederspeicher 62 bei einer Belastung der
Kolbenzylinderanordnung 2 beispielsweise von 0,5 bis 1,6 t
arbeitet. Da der Gasdruck beider Speicher auf das gesamte
Hydraulikvolumen in der Kolbenzylinderanordnung 2 wirkt und
somit in den Ringkammern 16, 18 und in den Ausgleichsräumen
28 und 64 der gleiche Druck herrscht, ist die Tragkraft der
Kolbenzylinderanordnung 2 gleich dem Produkt Gasdruck mal
wirksam beaufschlagte Fläche des Ringkolbens 14, wobei sich
diese wirksam beaufschlagte Kolbenfläche aus der Differenz
der beiden axial gegenüberliegenden Flächen des Ringkolbens
ergibt, und damit der Querschnittsfläche der hohlen Kolben
stange 20 entspricht. Ist beispielsweise die Belastung
der Kolbenzylinderanordnung 2 im Bereich zwischen 0,5 bis
1,5 t, so wird bei einer Verschiebung des Ringkolbens 14
(Einfedern oder Ausfedern) das verdrängte Hydraulikvolumen
in den externen Gasfederspeicher 62 gedrängt bzw. aus die
sem herausgedrückt. Das jeweils von den Gasfederspeichern
aufzunehmende bzw. abzugebende Hydraulikvolumen ist hierbei
Querschnittsfläche der Kolbenstange 20 mal Verschiebeweg
der Kolbenstange 20, d. h. gleich dem jeweils verschobenen
Volumen der Kolbenstange 20.
In dem Belastungsbereich der Kolbenzylinderanordnung 2
zwischen 1,5 t und 1,6 t wird bei einer Kolbenbewegung ein
Teil des verdrängten Hydraulikvolumens in den internen Aus
gleichsraum 28 und ein Teil in den Ausgleichsraum 64 des
externen Gasfederspeichers 62 gepumpt bzw. aus diesen
herausgedrückt. In diesem Übergangsbereich sind demzufolge
beide Gasfederspeicher 25 und 62 "aktiv".
Wird die Kolbenzylinderanordnung 2 nun mit einer höheren
Last als 1,6 t beaufschlagt, so ist das Aufnahmevolumen des
externen Gasfederspeichers 62 überschritten, d. h. dessen
Trennkolben 68 befindet sich in seinem Endanschlag. In
diesem Zustand kann das verdrängte Hydraulikvolumen bei der
Einfederungsbewegung der Kolbenzylinderanordnung 2 nur noch
auf den internen Gasfederspeicher 25 wirken.
Steigt nun die Belastung der Kolbenzylinderanordnung 2 noch
weiter, so gelangt der Trennkolben 26 des internen Gasfe
derspeichers 25 ab einer bestimmten Belastung ebenfalls in
seinen Endanschlag, d. h. an die innere Ringstufe 54. Ab
diesem Zustand ist kein weiteres Einfedern der Kolbenzylin
deranordnung mehr möglich, da sich beide Gasfederspeicher
jeweils in ihrem Endanschlag befinden.
Alternativ zu dem beschriebenen Beispiel liegt es selbst
verständlich ebenfalls im Bereich der Erfindung, die Gas
federspeicher 25 und 62 so auszubilden, daß der interne
Gasfederspeicher 25 von Leerlast bis beispielsweise etwa
2/3-Belastung arbeitet und der externe Gasfederspeicher 62
von z. B. etwa 2/3-Belastung bis Vollast wirksam ist.
Das erfindungsgemäße Parallelschalten der Gasfederspeicher
25, 62 führt insbesondere zu den folgenden wesentlichen
Vorteilen.
1. Bei einer Anwendung des Federungssystems in einem Last
kraftwagen können die Kolbenzylinderanordnungen für die
Vorderachse und die Hinterachse jeweils baugleich ausge
führt werden. An der Vorderachse ist die Belastung der
Kolbenzylinderanordnungen zwischen leerem Fahrzeug und
beladenem Fahrzeug relativ konstant. Außerdem sind die
Kolbenzylinderanordnungen 2 an der Vorderachse bei leerem
Fahrzeug aufgrund des Motorgewichtes üblicherweise höher
belastet als an der nur mit dem Fahrzeugaufbau belasteten
Hinterachse. Für eine hydropneumatische Federung entsteht
hierdurch die Bedingung, daß bei Einsatz baugleicher
Kolbenzylinderanordnungen 2 der pneumatische Druck des Gas
federspeichers 25 an der Vorderachse höher sein muß als an
der Hinterachse. Für die Kolbenzylinderanordnungen 2 der
Hinterachse würde dies jedoch bei Belastung bedeuten, daß
der Verschiebeweg des internen Trennkolbens 26 sehr lang
würde. Wie oben bereits erläutert, rührt dies daher, daß
bei einem Gasfederspeicher Druck mal Volumen konstant ist.
Für das beispielhafte Lastverhältnis von 1 : 10 bedeutet
dies, daß das Gasvolumen des internen Gasfederspeichers 25
auf 1/10 zusammengedrückt werden müßte, was nur durch einen
relativ großen Weg des Trennkolbens 26 erreicht werden
kann. Die hieraus resultierende lange Bauform der Kolben
zylinderanordnung 2 wird erfindungsgemäß durch den paral
lelgeschalteten externen Gasfederspeicher 62 vermieden, da
sich das Lastverhältnis erfindungsgemäß auf die beiden
Gasfederspeicher 25 und 62 verteilt.
2. Der pneumatische Druck innerhalb des internen Gasfeder
speichers 25 kann vorteilhafterweise niedrig gehalten
werden, ohne daß die Kolbenzylinderanordnung 2 in ihrem
Durchmesser unnötig groß würde. Dieser Zusammenhang ist
wie folgt zu erklären:
Die Tragkraft der Kolbenzylinderanordnung 2 ist Quer
schnittsfläche der hohlzylindrischen Kolbenstange 20 mal
Gasdruck in dem internen Gasfederspeicher 25. Die Ver
schiebung des internen Trennkolbens 26 in Abhängigkeit von
der Verschiebung des Ringkolbens 14 bzw. der Kolbenstange
20 ist Querschnittsfläche der Kolbenstange 20 mal Verschie
beweg des Ringkolbens 14 geteilt durch die beaufschlagte
Fläche des internen Trennkolbens 26. Soll nun der pneuma
tische Druck in dem Gasfederspeicher 25 niedrig gehalten
werden, so muß die Querschnittsfläche der Kolbenstange 20
größer sein als die Fläche des Trennkolbens 26. Dies hat
jedoch zur Folge, daß der Verschiebeweg des Trennkolbens 26
größer ist, als der Verschiebeweg des Ringkolbens 14 bzw.
der Kolbenstange 20. Dies bedeutet, daß die Länge des
internen Gasfederspeichers 25 größer sein müßte, als der
gesamte Verschiebeweg des Ringkolbens 14. Hierdurch müßte
der Zylinder 4 der Kolbenzylinderanordnung 2 wesentlich
länger ausgebildet werden, als der Verschiebeweg des Ring
kolbens 14. Dieser Nachteil wird durch die vorliegende
Erfindung beseitigt, denn durch die Erfindung kann der
Zylinder 4 der Kolbenzylinderanordnung 2 im wesentlichen
mit der gleichen Länge ausgebildet werden, wie der Ver
schiebeweg des Ringkolbens 14. Dabei kann vorteilhafter
weise dennoch der pneumatische Druck in dem internen Gasfe
derspeicher 25 gering gehalten werden, da sozusagen die
eigentlich erforderliche, größere Länge des internen Gasfe
derspeichers 25 nunmehr von dem parallelgeschalteten,
externen Gasfederspeicher 62 "gebildet" wird.
Wie oben bereits erwähnt, sind die beiden Ringkammern 16,
18 der Kolbenzylinderanordnung 2 extern über ein Dämpfungs
ventil 44 miteinander verbunden. Vorzugsweise ist dieses
Dämpfungsventil 44 lastabhängig einstellbar, wozu es gemäß
Fig. 1, 3 und 4 eine über eine Steuerleitung 72 mit dem
Druck der Gasfederspeicher 25, 62 beaufschlagbare Verstell
einrichtung 74 aufweist. Die Steuerleitung 72 ist - ebenso
wie der externe Gasfederspeicher 62 - vorzugsweise an der
Anschlußöffnung 48 der unteren Ringkammer 18 der Kolben
zylinderanordnung 2 angeschlossen. Weiterhin befindet sich
vorzugsweise in der Steuerleitung 72 zwischen den Gasfeder
speichern 25, 62 und der Verstelleinrichtung 74 ein Schalt
ventil 76 (2/2-Wegeventil), über das zur Dämpfungseinstel
lung der jeweils vorhandene Druck auf die Verstelleinrich
tung 74 des Dämpfungsventils 44 geschaltet werden kann.
In einer in den Fig. 1, 3 und 4 prinzipiell dargestellten,
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine lastab
hängige Nivellierung d. h. Niveaueinstellung, der erfin
dungsgemäßen, hydropneumatischen Kolbenzylinderanordnung 2
möglich, was insbesondere für die Anwendung in Fahrzeugen
vorteilhaft ist, da hierdurch unabhängig vom Belastungs
zustand deren Bodenfreiheit konstant gehalten werden kann,
und zwar statisch und/oder dynamisch. Hierzu ist erfin
dungsgemäß mit der Kolbenzylinderanordnung 2 eine Nivel
lierventil-Anordnung verbunden, die im dargestellten Aus
führungsbeispiel aus zwei 3/2-Wegeventilen 78 und 80 sowie
einem hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventil 82 be
steht. Eingangsseitig sind die 3/2-Wegeventile 78 und 80
jeweils an ein Hydrauliksystem insbesondere eines Kraft
fahrzeuges angeschlossen, und zwar jeweils mit einem ersten
Eingang an eine Druckleitung P und mit einem zweiten Ein
gang an eine Rücklaufleitung T. Das erste 3/2-Wegeventil
78 ist ausgangsseitig über das Rückschlagventil 82 mit der
oberen Ringkammer 16 der Kolbenzylinderanordnung 2 verbun
den. Das zweite 3/2-Wegeventil 80 ist ausgangsseitig mit
einem Steuereingang des Rückschlagventils 82 verbunden.
Das Rückschlagventil 82 ist derart angeordnet, daß es bei
einer Strömung aus der Druckleitung P über das erste 3/2-
Wegeventil 78 in Richtung der Kolbenzylinderanordnung 2
öffnet und eine umgekehrte Strömung sperrt. Für diese
umgekehrte Strömung aus der Kolbenzylinderanordnung 2
heraus öffnet das Rückschlagventil 82 jedoch, wenn sein
Steuereingang über das zweite 3/2-Wegeventil 80 mit Druck
aus der Druckleitung P beaufschlagt wird.
Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Nivellierung
beschrieben.
Bei einer Belastung der Kolbenzylinderanordnung 2 ver
schiebt sich der Ringkolben 14 in den Zylinder 4 hinein,
bis der Druck der Gasfederspeicher 25 und/oder 62 auf einen
der höheren Belastung entsprechenden Druck angestiegen ist.
Der jeweilige Trennkolben 30 und/oder 68 wird hierbei
verschoben. Im Falle der Verwendung der erfindungsgemäßen
Kolbenzylinderanordnung 2 in einem Fahrzeug hat dies ein
Absenken und damit eine Reduzierung der Bodenfreiheit des
Fahrzeugs zur Folge. Dem soll über die erfindungsgemäße
Nivellierung entgegengewirkt werden. Hierzu wird das erste
3/2-Wegeventil 78 geschaltet, so daß aus der Fahrzeug
hydraulik Hydraulikmedium über das Rückschlagventil 82 der
oberen Ringkammer 16 der Kolbenzylinderanordnung 2 zuge
führt wird. Hierdurch verschiebt sich der Ringkolben 14
innerhalb des Zylinders 4 nach unten, wodurch das Fahrzeug
entsprechend angehoben wird. Hierbei strömt auch ein ent
sprechendes Volumen des Hydraulikmediums aus der unteren
Ringkammer 18 in die obere Ringkammer 16, und zwar über das
externe Dämpfungsventil 44. In den Ausgleichsraum 28
strömt allerdings kein Hydraulikmittel, da ja die Belastung
und damit auch der Druck innerhalb des Gasfederspeichers 25
sowie die Lage des Trennkolbens 30 jetzt konstant bleiben.
Bei Erreichen eines gewünschten Niveaus bzw. einer ge
wünschten Bodenfreiheit des Fahrzeugs wird das Nivellier
ventil 78 wieder in seine Ruhestellung geschaltet. Zum
Absenken wird das zweite 3/2-Wegeventil 80 geschaltet, wo
durch über die Steuerleitung das Rückschlagventil 82 hy
draulisch geöffnet wird. Hierdurch kann Hydraulikmedium
aus der oberen Ringkammer 16 über das Rückschlagventil 82
und das erste, sich in seiner Ruhestellung befindende 3/2-
Wegeventil 78 zur Rücklaufleitung T zurückfließen. Hier
durch erfolgt ein Absenken der Kolbenzylinderanordnung 2.
Nach Erreichen eines gewünschten Niveaus wird das 3/2-
Wegeventil 80 wieder in seine Ruhestellung geschaltet, wo
durch das Rückschlagventil 82 wieder schließt.
Ein entscheidender Vorteil dieser beschriebenen Schaltung
in Verbindung mit der Konstruktion der Kolbenzylinderanord
nung 2 ist, daß der Gasdruck der Gasfederspeicher 25, 62
bewirkt, daß beim Öffnen des entsperrbaren Rückschlagven
tils 82 der Ringkolben 14 zusammen mit der Kolbenstange 20
in den Zylinder 4 hineingeschoben wird, und zwar dadurch,
daß der Druck der Gasfederspeicher 25, 62 auf die untere
Ringkammer 18 wirkt. Hierdurch ist es vorteilhafterweise
möglich, die Kolbenzylinderanordnung 2 zusammenzufahren,
d. h. beispielsweise ein Rad anzuheben, ohne daß Hydraulik
medium aus der Druckleitung P zugeführt werden müßte. In
einem Fahrzeug kann demnach ohne Unterstützung der Fahr
zeughydraulik ein Rad angehoben werden.
Dabei ist das Dämpfungsventil 44 erfindungsgemäß derart
ausgebildet, daß es für eine Hydraulikströmung aus der un
teren Ringkammer 18 in die obere Ringkammer 16, d. h. beim
Ausfedern, eine verstellbar große Drosselwirkung hat,
während bei einer umgekehrten Strömung aus der oberen
Ringkammer 16 zurück in die untere Ringkammer 18, d. h. beim
Einfedern, im wesentlichen keine Drosselwirkung vorhanden
ist. Dabei erfolgt erfindungsgemäß die lastabhängige
Dämpfungseinstellung über die Steuerleitung 72 und die
Verstelleinrichtung 74 derart, daß bei hohem Druck in den
Gasfederspeichern, d. h. bei großer Belastung, eine große
Drosselwirkung und bei geringem Druck, d. h. bei geringer
Belastung, eine geringe Drosselwirkung vorhanden ist. Die
erfindungsgemäße lastabhängige Dämpfungseinstellung ist
vorteilhaft, weil der Gasdruck in den Gasfederspeichern 25,
62 ja abhängig vom Fahrzeuggewicht bzw. der Belastung ist.
Wäre nämlich das Dämpfungsventil 44 auf den maximal mögli
chen Gasdruck (Belastung) abgestimmt, so würde sich dies
negativ auf das Federungsverhalten des Fahrzeuges bei
unterschiedlicher Beladung auswirken, so daß folglich die
Vorteile einer hydropneumatischen Federung nicht voll
genutzt werden könnten. Wäre die Drosselung zu gering,
d. h. abgestimmt auf minimalen Gasdruck, so würde bei stei
gender Belastung, d. h. bei ansteigendem Gasdruck in den
Gasfederspeichern, beim Öffnen des hydraulisch entsperrba
ren Rückschlagventils 82 außer aus der oberen Ringkammer 16
Hydraulikmedium auch aus der unteren Ringkammer 18 heraus
gedrückt, und zwar bedingt durch den pneumatischen Druck in
dem internen Gasfederspeicher 25 über das Dämpfungsventil
44. Hierdurch würde aber das Fahrzeug unter das gewünschte
Nivelliermaß absinken. Aufgrund der Dämpfungswirkung des
Dämpfungsventils 44 wird dies vorteilhafterweise vermieden,
indem dieses neben der "normalen" Schwingungsdämpfungsfunk
tion auch die Aufgabe hat, das ungehinderte Abfließen des
Hydraulikmediums aus der unteren Ringkammer 18 und dem
Ausgleichsraum 28 beim Öffnen des hydraulisch entsperrbaren
Rückschlagventils 82 zu verhindern.
Für die beschriebene Nivellierung ist es weiterhin vorteil
haft, wenn das erste 3/2-Wegeventil 78, über das sowohl
die Hydraulikströmung aus der Druckleitung P über das Rück
schlagventil 82 in die Kolbenzylinderanordnung 2 hinein
(Anheben) als auch aus der Kolbenzylinderanordnung 2 heraus
über das hydraulisch geöffnete Rückschlagventil 82 in Rich
tung der Rücklaufleitung T geführt wird, von seiner Nenn
größe derart ausgelegt ist, daß ein bestimmter Strömungswi
derstand (Drosselung) vorhanden ist. Hierdurch wird erfin
dungsgemäß gewährleistet, daß die Nivellierung nicht zu
schnell erfolgt, d. h. daß ein Fahrzeug nicht zu schnell
abgesenkt bzw. angehoben wird. Durch dieses erfindungsge
mäß gewollt langsame Anheben und Absenken wird zudem ver
hindert, daß die Kolbenzylinderanordnung 2 das gewünschte
Ein- bzw. Ausfahrmaß, d. h. das gewünschte Niveau, "über
fährt". Außerdem entsteht beim Öffnen des Rückschlagven
tils 82 in dem 3/2-Wegeventil 78 ein Staudruck, der be
wirkt, daß beim Einschieben der Kolbenstange 20 ein Teil
des aus der oberen Ringkammer 16 verdrängten Hydraulik
mediums über das Dämpfungsventil 44, welches ja in dieser
Strömungsrichtung im wesentlichen keine Drosselwirkung hat,
in die untere Ringkammer 18 strömt. Bei dieser Strömung
handelt es sich praktisch um eine Ausgleichsströmung, da
sich ja beim Einschieben des Kolbens 14 bzw. der Kolben
stange 20 die untere Ringkammer 18 entsprechend vergrößert.
In den Fig. 1 und 3 ist noch eine weitere Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen hydropneumatischen Federungssystems ver
anschaulicht. Dabei handelt es sich um eine hydraulische
"Blockierung" der Kolbenzylinderanordnung 2. Hierzu ist
erfindungsgemäß vorgesehen, daß in der hydraulischen Ver
bindung zwischen den beiden Ringkammern 16, 18 der Kolben
zylinderanordnung 2 ein vorzugsweise hydraulisch betätig
bares Sperrventil 84 (2/2-Wegeventil) angeordnet ist. Hier
mit kann die hydraulische Verbindung zwischen den beiden
Ringkammern 16, 18 unterbrochen werden, so daß dann der
Ringkolben 14 zwischen dem in den beiden Ringkammern 16, 18
enthaltenen Hydraulikmedium "eingespannt" ist; die Kolben
zylinderanordnung 2 ist dadurch hydraulisch blockiert. Im
blockierten Zustand ist es vorteilhafterweise dennoch mög
lich, die Kolbenzylinderanordnung 2 in der oben beschrie
benen Weise zu nivellieren. Wird die Kolbenzylinderanord
nung 2 im blockierten Zustand auseinandergefahren, so wird
allerdings das Hydraulikmedium aus der unteren Ringkammer
18 in den internen Gasfederspeicher 25 und/oder in den
externen Gasfederspeicher 62 verdrängt. Der Gasdruck der
Gasfederspeicher wirkt im blockierten Zustand auf die bei
den Kolbenringflächen des Ringkolbens 14. Für ein Fahrzeug
heißt dies, daß eine große Standsicherheit sowohl in Einfe
derungs- als auch Ausfederungsrichtung erreicht wird. Dies
ist beispielsweise bei einem Kranfahrzeug von großem Vor
teil.
Aus Sicherheitsgründen ist nun erfindungsgemäß die Blockie
rung derart, daß bei einem eventuellen Ausfall der Strom
versorgung die Blockierung zwangsweise aufgehoben wird.
Hierzu ist das Sperrventil 84 insbesondere hydraulisch
betätigbar und besitzt eine durch Federkraft erzeugte Ruhe
stellung, in der die Verbindung zwischen den Ringkammern
16, 18 hergestellt ist. Wird das Sperrventil 84 dagegen
mit Druck beaufschlagt, so schaltet es in seine Sperrstel
lung. Diese Druckbeaufschlagung erfolgt nun erfindungsge
mäß über ein vorzugsweise elektromagnetisch betätigbares
Blockierventil 86 (3/2-Wegeventil), welches eingangsseitig
mit der Druckleitung P und der Rücklaufleitung T und aus
gangsseitig mit dem Betätigungselement des Sperrventils 84
verbunden ist. Bei einem eventuellen Stromausfall wird
aufgrund dieser erfindungsgemäßen Schaltung vorteilhafter
weise das Blockierventil 86 durch Federkraft in seine
Ruhestellung gebracht, wodurch auch das Sperrventil 84
federkraftbedingt in seine Ruhestellung schaltet, in der
die Verbindung zwischen den Ringkammern 16, 18 hergestellt
und somit die Blockierfunktion aufgehoben ist. In dieser
Stellung besitzt das Sperrventil 84 erfindungsgemäß von
seiner Nenngröße her eine möglichst geringe Drosselwirkung
in beiden Strömungsrichtungen.
Anhand der Fig. 2 soll nun eine Problematik erläutert
werden, die bei Federungssystemen in mehrachsigen Fahrzeu
gen auftritt. Hierzu zeigt Fig. 2 beispielhaft eine Fahr
zeugsituation, bei der das Fahrzeug mit der ersten Achse
einer Doppelachse eine Bodenwelle bzw. Erhebung und mit der
zweiten Achse ein Schlagloch bzw. eine Vertiefung über
fährt. Der Abstand Bodenwelle - Schlagloch sei gleich dem
Achsabstand der beiden benachbarten Achsen (z. B. zwei Hin
terachsen). Ist das Fahrzeug beispielsweise voll beladen
und sind bei normaler, ebener Fahrbahn beide Kolbenzylin
deranordnungen 2 mit maximaler Last beaufschlagt, so wird
beim Überfahren der in Fig. 2 dargestellten "Hindernis
kombination" die Kolbenzylinderanordnung 2, die gerade die
Bodenwelle überfährt, mit einer größeren Last beaufschlagt,
als die andere Kolbenzylinderanordnung 2, die gerade im
Bereich des Schlagloches angeordnet ist. Die Kolbenzylin
deranordnung 2 im Bereich des Schlagloches kann dadurch,
daß die Kolbenstange 20 ausgefahren ist und sich hierdurch
das Gasvolumen innerhalb des Gasfederspeichers 25 druck
vermindernd vergrößert hat, nicht mehr die maximale Last
tragen. Ohne zusätzliche Maßnahmen wird folglich der Fahr
zeugrahmen durch die unsymmetrische Tragfähigkeit der
beiden benachbarten Kolbenzylinderanordnungen stark bean
sprucht.
Wie nun ebenfalls aus Fig. 2 deutlich wird, sind erfin
dungsgemäß die beiden, d. h. mindestens zwei, Kolbenzylin
deranordnungen 2 hydraulisch über eine Druckausgleichs
leitung 88 miteinander verbunden. Diese Druckausgleichs
leitung 88 ist vorzugsweise an den oberen Ringkammern 16
der Kolbenzylinderanordnungen 2 angeschlossen. Erfindungs
gemäß wird hierdurch beim Einfedern der die Bodenwelle
überfahrenden Kolbenzylinderanordnung 2 Hydraulikmedium in
die andere, gerade das Schlagloch überfahrende Kolbenzylin
deranordnung 2 gepumpt. Hierdurch herrscht in beiden An
ordnungen 2 stets der gleiche Druck, so daß vorteilhafter
weise auch die gleiche Tragfähigkeit gegeben ist.
In einer in Fig. 3 dargestellten, vorteilhaften Weiterbil
dung der Erfindung ist nun in der Druckausgleichsleitung 88
ein vorzugsweise hydraulisch betätigbares Absperrventil 90
angeordnet (2/2-Wegeventil), wobei dieses Absperrventil 90
zweckmäßigerweise zusammen mit den Sperrventilen 84 der
über die Druckausgleichsleitung 88 miteinander verbundenen
Kolbenzylinderanordnungen 2 über Betätigung des Blockier
ventils 86 betätigbar ist. Hierdurch kann vorteilhafter
weise auch im blockierten Zustand jede Kolbenzylinder
anordnung 2 unabhängig von der anderen auseinander- oder
zusammengefahren werden, indem nämlich die Druckausgleichs
leitung 88 durch das Absperrventil 90 abgesperrt wird.
Andererseits ist es in der in Fig. 3 dargestellten, durch
geschalteten Schaltstellung des Absperrventils 90 vorteil
hafterweise möglich, beide Kolbenzylinderanordnungen 2
gleichmäßig zu nivellieren, da ja in beiden Anordnungen 2
der gleiche Druck herrscht.
In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der hydrau
lischen Schaltung des erfindungsgemäßen Federungssystems
sind wiederum zwei Kolbenzylinderanordnungen 2 druckaus
gleichend zusammengeschaltet. Hierzu sind allerdings
einerseits die oberen Ringkammern 16 über eine erste Druck
ausgleichsleitung miteinander verbunden, in der ein erstes
Absperrventil 84a (3/2-Wegeventil) angeordnet ist, und
andererseits sind auch die unteren Ringkammern 18 über eine
Druckausgleichsleitung verbunden, in der für jede Kolben
zylinderanordnung 2 das entsprechende Dämpfungsventil 44
sowie zwischen diesen Dämpfungsventilen 44 ein zweites
Absperrventil 84b (3/2-Wegeventil) angeordnet sind. Hier
bei sind die beiden Absperrventile 84a, 84b über eine Ver
bindungsleitung miteinander verbunden. In der in Fig. 4
dargestellten, federkraftbedingten Ruhestellung der beiden
Sperrventile 84a, 84b sind die beiden oberen Ringkammern
16, die beiden unteren Ringkammern 18 sowie auch die beiden
Druckausgleichsleitungen über die Sperrventile 84a, 84b je
weils miteinander verbunden. Durch Betätigung des Blockier
ventils 86 werden nun erfindungsgemäß die Sperrventile 84a,
84b hydraulisch in ihre Schaltstellung geschaltet, in der
sie alle beschriebenen Verbindungen absperren. Somit fassen
die beiden Sperrventile 84a, 84b die Funktionen der in der
Ausführungsform nach Fig. 3 vorhandenen Sperrventile 84 und
des Absperrventils 90 zusammen.
In allen in Fig. 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen
sind weiterhin die Dämpfungsventile 44 von mindestens zwei
Kolbenzylinderanordnungen 2 zusammengeschaltet, indem ihre
Verstelleinrichtungen 74 gemeinsam über das Schaltventil 76
mit dem pneumatischen Druck der Gasfederspeicher 25 und/oder
62 beaufschlagbar sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie
benen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch
alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen.
Claims (18)
1. Hydropneumatisches Federungssystem mit mindestens
einer hydraulisch auf einen Gasfederspeicher wirkenden
Kolbenzylinderanordnung,
dadurch gekennzeichnet, daß dem
Gasfederspeicher (25) mindestens ein weiterer Gasfe
derspeicher (62) parallel geschaltet ist.
2. Federungssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gasfederspeicher (25, 62) in unterschiedlichen, sich
vorzugsweise überlappenden Druckbereichen wirksam
sind.
3. Federungssystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gasfederspeicher (25, 62) innerhalb und/oder außerhalb
der Kolbenzylinderanordnung (2) angeordnet sind.
4. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Gasfederspeicher (25, 62) vorhanden sind, von denen
der eine (25) intern, innerhalb der Kolbenzylinder
anordnung (2) angeordnet und der andere (62) extern an
einen Anschluß (48) der Kolbenzylinderanordnung (2)
angeschlossen ist.
5. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Gasfederspeicher (25, 62) aus einem mit einem
Hydraulikmedium gefüllten und hydraulisch mit der
Kolbenzylinderanordnung (2) verbundenen Ausgleichsraum
(28, 64), einer mit einem kompressiblen Medium gefüll
ten Gasfederkammer (30, 66) und einem den Ausgleichs
raum (28, 64) von der Gasfederkammer (30, 66) trennen
den, schwimmend geführten Trennkolben (26, 68) besteht.
6. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenzylinderanordnung (2) einen Zylinder (4), ein
innerhalb des Zylinders (4) koaxial angeordnetes,
einendig an einem Zylinderkopf (6) befestigtes Innen
rohr (10) und einen im Ringraum zwischen dem Zylinder
(4) und dem Innenrohr (10) axialbeweglich geführten,
zwei mit einem hydraulischen Medium gefüllte Ringkam
mern (16, 18) abteilenden und mit einer hohlzylindri
schen, abgedichtet aus dem Zylinder (4) nach außen
geführten Kolbenstange (20) verbundenen Ringkolben
(14) aufweist, wobei der interne Gasfederspeicher (25)
innerhalb des Innenrohrs (10) angeordnet ist.
7. Federungssystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gasfederkammer (30) des internen Gasfederspeichers
(25) auf der dem Zylinderkopf (6) zugekehrten Seite
des Trennkolbens (26) angeordnet ist.
8. Federungssystem nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolbenstange (20) die dem Zylinderkopf (6) abgekehrte,
untere Ringkammer (18) in eine innere Ringkammer (18a)
und eine äußere Ringkammer (18b) unterteilt, wobei die
Kolbenstange (20) in der Nähe des Ringkolbens (14)
mindestens eine die innere (18a) mit der äußeren (18b)
Ringkammer verbindende Strömungsöffnung (50) und das
Innenrohr (10) in seinem dem Zylinderkopf (6) abge
kehrten Endbereich mindestens eine die innere Ring
kammer (18a) mit dem Ausgleichsraum (28) verbindende
Strömungspassage (52) aufweisen.
9. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Zylinder (4) vorzugsweise im Bereich des Zylinderkop
fes (6) eine in die dem Zylinderkopf (6) zugekehrte,
obere Ringkammer (16) mündende Anschlußöffnung (46)
sowie im dem Zylinderkopf (6) abgekehrten Endbereich
seiner Zylinderwandung eine in die untere Ringkammer
(18) mündende Anschlußöffnung (48) aufweist, wobei der
Ausgleichsraum (64) des externen Gasfederspeichers
(62) vorzugsweise an der Anschlußöffnung (48) der
unteren Ringkammer (18) angeschlossen ist.
10. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Gasfederkammer (30, 66) jedes Gasfederspeichers (25,
62) in einer bei hohem Druck auftretenden Endanschlag
stellung des Trennkolbens (26, 68) noch ein bestimmtes
Mindest-Restvolumen aufweist.
11. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 6 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Ringkammern (16, 18) der Kolbenzylinderanord
nung (2) extern über ein vorzugsweise einstellbares
Dämpfungsventil (44) verbunden sind.
12. Federungssystem nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Dämpfungsventil (44) für eine lastabhängige Dämpfungs
einstellung eine mit dem Druck der Gasfederspeicher
(25, 62) beaufschlagbare Verstelleinrichtung (74) auf
weist.
13. Federungssystem nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß in
der Verbindung zwischen den beiden Ringkammern (16,
18) der Kolbenzylinderanordnung (2) mindestens ein
vorzugsweise hydraulisch betätigbares Sperrventil
(84; 84a, 85b) angeordnet ist, welches in einer
Arbeitsstellung die Verbindung zwischen den Ring
kammern (16, 18) unterbricht und in einer insbeson
dere federkraftbedingten Ruhestellung die Ringkammern
(16, 18) miteinander verbindet.
14. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 6 bis 13,
gekennzeichnet durch eine
Nivellierventil-Anordnung (78, 80, 82), die eingangs
seitig mit einer Druckleitung (P) und einer Tank-Rück
laufleitung (T) sowie ausgangsseitig mit der oberen
Ringkammer (16) der Kolbenzylinderanordnung (2) ver
bunden und derart ausgebildet ist, daß die obere Ring
kammer (16) wahlweise mit der Druckleitung (P) oder
mit der Rücklaufleitung (T) verbindbar ist.
15. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 6 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest die oberen Ringkammern (16) von mindestens
zwei Kolbenzylinderanordnungen (2) über eine Druckaus
gleichsleitung (88) miteinander verbunden sind.
16. Federungssystem nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß in
der Druckausgleichsleitung (88) ein vorzugsweise hy
draulisch betätigbares Absperrventil (90) angeordnet
ist, welches in seiner Arbeitsstellung die Verbindung
sperrt und in seiner insbesondere federkraftbedingten
Ruhestellung die Verbindung herstellt.
17. Federungssystem nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das
Absperrventil (90) und/oder die jeweils in den Verbin
dungen zwischen den Ringkammern (16, 18) der Kolbenzy
linderanordnungen (2) angeordneten Sperrventile (84,
84a, 84b) über ein vorzugsweise elektromagnetisches
Blockierventil (86) hydraulisch betätigbar sind/ist.
18. Federungssystem nach einem oder mehreren der
Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstelleinrichtungen (74) der Dämpfungsventile (44)
von mindestens zwei Kolbenzylinderanordnungen (2)
gemeinsam über ein Schaltventil (76) mit dem Druck
mindestens eines der Gasfederspeicher (25, 62) beauf
schlagbar sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893934385 DE3934385A1 (de) | 1989-10-14 | 1989-10-14 | Hydropneumatisches federungssystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893934385 DE3934385A1 (de) | 1989-10-14 | 1989-10-14 | Hydropneumatisches federungssystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3934385A1 true DE3934385A1 (de) | 1991-04-18 |
Family
ID=6391506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893934385 Withdrawn DE3934385A1 (de) | 1989-10-14 | 1989-10-14 | Hydropneumatisches federungssystem |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3934385A1 (de) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0529320A1 (de) * | 1991-08-22 | 1993-03-03 | HEMSCHEIDT FAHRWERKTECHNIK GmbH & Co. | Hydropneumatisches Federungssystem für eine Fahrzeug-Liftachse |
DE4223783A1 (de) * | 1992-07-18 | 1994-01-20 | Hemscheidt Maschf Hermann | Hydropneumatisches Federungssystem |
EP0919407A1 (de) * | 1996-08-01 | 1999-06-02 | Komatsu Ltd. | Aufhängungsvorrichtung für baggerfahrzeuge und verfahren zur steuerung derselben |
WO2009065955A1 (en) | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Strömsholmen Ab | Suspension system, vehicle comprising such a suspension system and a method for controlling a suspension system |
US20120098216A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Msi Defense Solutions, Llc | Hydraulic suspension system for lowering the ride height of a vehicle |
FR3015371A1 (fr) * | 2013-12-19 | 2015-06-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Suspension hydropneumatique pour vehicule automobile comportant un verin a double effet relie a deux accumulateurs de pression |
CN105972137A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-09-28 | 重庆德盟液压机械有限公司 | 内置储能器的油气弹簧缸 |
WO2018041484A1 (de) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Hubtex Maschinenbau Gmbh & Co. Kg | Flurförderzeug und antriebsradlagervorrichtung für flurförderzeuge. |
WO2019030141A1 (de) * | 2017-08-05 | 2019-02-14 | Hydac Technology Gmbh | Hydropneumatische kolbenzylinderanordnung |
US11325437B2 (en) * | 2017-04-27 | 2022-05-10 | Oshkosh Defense, Llc | Suspension element lockout |
CN115013464A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-06 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
US12098757B1 (en) | 2023-04-05 | 2024-09-24 | Oshkosh Defense, Llc | Limiting system for a vehicle suspension component |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1430706A1 (de) * | 1962-12-26 | 1968-11-21 | Caterpillar Tractor Co | Luftfeder-Radaufhaengungssystem |
DE3925519A1 (de) * | 1989-08-02 | 1991-02-07 | Hemscheidt Maschf Hermann | Hydropneumatische kolbenzylinderanordnung |
DE3414257C2 (de) * | 1984-04-14 | 1993-12-02 | Bosch Gmbh Robert | Federelement mit veränderbarer Härte für Fahrzeuge |
-
1989
- 1989-10-14 DE DE19893934385 patent/DE3934385A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1430706A1 (de) * | 1962-12-26 | 1968-11-21 | Caterpillar Tractor Co | Luftfeder-Radaufhaengungssystem |
DE3414257C2 (de) * | 1984-04-14 | 1993-12-02 | Bosch Gmbh Robert | Federelement mit veränderbarer Härte für Fahrzeuge |
DE3925519A1 (de) * | 1989-08-02 | 1991-02-07 | Hemscheidt Maschf Hermann | Hydropneumatische kolbenzylinderanordnung |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0529320A1 (de) * | 1991-08-22 | 1993-03-03 | HEMSCHEIDT FAHRWERKTECHNIK GmbH & Co. | Hydropneumatisches Federungssystem für eine Fahrzeug-Liftachse |
DE4223783A1 (de) * | 1992-07-18 | 1994-01-20 | Hemscheidt Maschf Hermann | Hydropneumatisches Federungssystem |
DE4223783C2 (de) * | 1992-07-18 | 1998-09-10 | Hemscheidt Fahrwerktech Gmbh | Hydropneumatisches Federungssystem |
EP0919407A1 (de) * | 1996-08-01 | 1999-06-02 | Komatsu Ltd. | Aufhängungsvorrichtung für baggerfahrzeuge und verfahren zur steuerung derselben |
EP0919407A4 (de) * | 1996-08-01 | 2001-03-28 | Komatsu Mfg Co Ltd | Aufhängungsvorrichtung für baggerfahrzeuge und verfahren zur steuerung derselben |
KR100483860B1 (ko) * | 1996-08-01 | 2005-08-04 | 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 | 굴삭작업차량의서스펜션장치및그제어방법 |
WO2009065955A1 (en) | 2007-11-23 | 2009-05-28 | Strömsholmen Ab | Suspension system, vehicle comprising such a suspension system and a method for controlling a suspension system |
US7823895B2 (en) | 2007-11-23 | 2010-11-02 | Stromsholmen Ab | Suspension system, vehicle comprising such a suspension system and a method for controlling a suspension system |
US9168805B2 (en) | 2010-10-25 | 2015-10-27 | Msi Defense Solutions, Llc | Hydraulic suspension system for lowering the ride height of a vehicle |
US20120098216A1 (en) * | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Msi Defense Solutions, Llc | Hydraulic suspension system for lowering the ride height of a vehicle |
US8702109B2 (en) * | 2010-10-25 | 2014-04-22 | Msi Defense Solutions, Llc | Hydraulic suspension system for lowering the ride height of a vehicle |
FR3015371A1 (fr) * | 2013-12-19 | 2015-06-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Suspension hydropneumatique pour vehicule automobile comportant un verin a double effet relie a deux accumulateurs de pression |
CN105972137A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-09-28 | 重庆德盟液压机械有限公司 | 内置储能器的油气弹簧缸 |
WO2018041484A1 (de) * | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Hubtex Maschinenbau Gmbh & Co. Kg | Flurförderzeug und antriebsradlagervorrichtung für flurförderzeuge. |
US11325437B2 (en) * | 2017-04-27 | 2022-05-10 | Oshkosh Defense, Llc | Suspension element lockout |
US11932068B2 (en) | 2017-04-27 | 2024-03-19 | Oshkosh Defense, Llc | Suspension element lockout |
WO2019030141A1 (de) * | 2017-08-05 | 2019-02-14 | Hydac Technology Gmbh | Hydropneumatische kolbenzylinderanordnung |
CN115013464A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-06 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
CN115013464B (zh) * | 2022-06-17 | 2024-06-18 | 临工重机股份有限公司 | 一种油气弹簧及车辆悬架装置 |
US12098757B1 (en) | 2023-04-05 | 2024-09-24 | Oshkosh Defense, Llc | Limiting system for a vehicle suspension component |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3902743C1 (en) | Active wheel or axle support | |
EP0824412B1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem | |
EP2085638B1 (de) | Gasdruckstoßdämpfer | |
EP0389828B1 (de) | Hydropneumatisches Federungssystem | |
EP0662882A1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem | |
DE102006025576B3 (de) | Verfahren zur Niveauregulierung bei einem Kraftfahrzeug | |
DE3034103A1 (de) | Pneumatischer oder hydropneumatische kraftfahrzeugaufhaengung | |
DE10221833B4 (de) | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein | |
DE102006025826B4 (de) | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein | |
DE102011010070A1 (de) | Hydropneumatische Kolbenzylinderanordnung | |
DE10139861B4 (de) | Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs | |
DE4116399C2 (de) | Kolbenzylindereinheit insbesondere zur Verwendung als Federbein in Fahrzeug-Federungssystemen | |
DE4101221A1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem insbesondere fuer kfz-fahrerkabinen | |
DE102018210403A1 (de) | Fahrzeug-Radaufhängung mit einem Verstellsystem für den Fußpunkt einer Aufbau-Tragfeder | |
DE4226754A1 (de) | Aufhaengungssystem fuer fahrzeuge | |
DE3934385A1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem | |
EP2253862A1 (de) | Dämpfungseinrichtung für Radfahrzeuge | |
DE19857595A1 (de) | Selbstpumpendes hydropneumatisches Federbein mit innerer Niveauregelung | |
DE19731139A1 (de) | Kolben-Zylinder-Aggregat, das zwischen einem Aufbau und einem Radführungsteil eines Fahrzeugs eingebaut ist | |
DE4008831C2 (de) | Hydropneumatisches Federungssystem | |
DE4004204C2 (de) | Hydropneumatisches Federungssystem mit Kippausgleich | |
DE4234217A1 (de) | Hydropneumatisches Federungssystem | |
DE3936034A1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem | |
DE4127801A1 (de) | Hydropneumatisches federungssystem fuer eine fahrzeug-liftachse | |
DE4003200C2 (de) | Hydropneumatisches Federungssystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: HEMSCHEIDT FAHRWERKTECHNIK GMBH & CO, 42109 WUPPER |
|
8130 | Withdrawal |